电子设备、控制方法和图像传感器技术

本发明专利技术公开了电子设备、控制方法和图像传感器。所述电子设备包括：输出参考信号的参考信号输出部；把从像素输出的电信号与所述参考信号进行比较的比较器；求得计数值作为所述电信号的AD转换结果的计数器，所述计数值是通过对所述参考信号发生变换直至所述电信号与所述参考信号彼此一致时所花费的时间进行计数获得的；和自动调零控制部，所述自动调零控制部进行控制以使得在所述像素被复位的复位期间内完成用于设定所述比较器的自动调零处理，以此获得表示供给至所述比较器的两个输入信号彼此一致的比较结果。根据本发明专利技术，能够容易地抑制图像质量的降低。

【技术实现步骤摘要】
电子设备、控制方法和图像传感器
本专利技术涉及电子设备、控制方法和图像传感器。更加具体地，本专利技术涉及例如能够容易地抑制图像质量下降的电子设备、控制方法和图像传感器。
技术介绍
例如，电子耦合器件(CXD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器可以被用作用于捕获图像的固态摄像装置，且近年来，为了应对小型化的需求，CMOS图像传感器已经得到了人们的关注。CMOS图像传感器具有模拟-数字转换器(ADC)，ADC对由具有用于进行光电转换的光电转换元件(诸如光电二极管(PD)等)的像素输出的模拟电信号进行模拟-数字(AD)转换。用于CMOS图像传感器的ADC的一个示例是我们称之为“参考信号比较型ADC”的ADC，参考信号比较型ADC具有比较器和计数器并将像素输出的电信号与预定的参考信号进行比较以进行电信号的AD转换。在参考信号比较型ADC中，比较器将每个像素输出的电信号与具有以一定的坡度变化的电平的参考信号(诸如斜坡信号等)进行比较，且计数器对参考信号的电平变化直至电信号的电平与参考信号的电平彼此一致时所花费的时间进行计数，以此使得由像素输出的电信号经过AD转换。上述AD转换涉及对参考信号的电平发生变化直至电信号的电平与参考信号的电平彼此一致所花费的时间进行计数，这样的AD转换也被称为积分型AD转换。与此同时，在图像传感器中，进行相关双采样(CDS)以确定复位电平的AD转换结果与信号电平的AD转换结果之间的差值，并输出从CDS中得到的该差值作为像素值，其中，所述复位电平是由对每个像素进行复位后马上获得的电信号表示的，所述信号电平是由与像素复位后累积在像素中的ro中的电荷相对应的电信号表示的。通过⑶S，减少了根据每个像素或图像传感器中每列的电路而相异(变化)的噪声，从而能够提高图像质量。然而，当图像传感器进行CDS时，例如存在着这样的情况:例如在诸如太阳等闻売度物体的图像拍摄期间内，所谓的“太阳黑点(black sunspot)”发生，使得图像质量下降。也就是说，当拍摄具有高亮度的物体的图像时，在图像传感器中发生了如下所述的光晕(blooming)现象，即，像素中的H)在像素的复位之后马上饱和且电荷从H)中溢出。如果光晕发生，那么从ro中溢出的电荷累积在像素中的浮动扩散区(FD)中，像素的复位电平变得明显低于当拍摄具有合适亮度的物体的图像时而获得的复位电平(在下文中，这个复位电平也可以被称为“正常复位电平”)，并且达到当ro饱和时而获得的信号电平(在下文中，这个信号电平也可以被称为“饱和电平”)，或达到接近于饱和电平的电平。此外，在具有高亮度的物体的图像拍摄期间内，信号电平也达到饱和电平或接近于饱和电平的电平。因此，在具有高亮度的物体的图像拍摄期间内，复位电平和信号电平都(大体上)达到它们的饱和电平。因此，当进行用于确定复位电平与信号电平之间的差值的CDS时，由CDS得到的差值非常小。在具有高亮度的物体的图像拍摄期间内，因为由CDS得到的像素值非常小，所以获得的是这样的图像:在该图像中，在物体的高亮度部分处的像素看起来是黑色“凹陷”的。看起来是黑色凹陷的像素部分被称为太阳黑点。作为用于抑制由于这样的太阳黑点的发生而导致的图像质量下降的技术，例如，日本待审查专利申请第2012-010055号公报公开了这样的技术:在ADC中的比较器的输出与计数器的输入之间提供用于控制计数器的计数操作的控制手段。
技术实现思路
近年来，随着像素数量的增加，图像传感器的小型化不断进步，并且存在对这样的技术的需求:在不为ADC添加专用电路的情况下，能够抑制由太阳黑点造成的图像质量降低。鉴于这样的情况构思出了本专利技术，且本专利技术旨在容易地抑制图像质量降低。本专利技术的实施例提供了一种电子设备。所述电子设备包括:参考信号输出部，所述参考信号输出部被构造用来输出电平变化的参考信号；比较器，所述比较器被构造用来把从具有进行光电转换的光电转换元件的像素输出的电信号与所述参考信号输出部输出的所述参考信号进行比较；计数器，所述计数器被构造用来根据所述电信号与所述参考信号的比较结果求得计数值作为所述电信号的AD转换结果，所述计数值是通过对所述参考信号发生变化直至所述电信号与所述参考信号彼此一致时所花费的时间进行计数而获得的；和自动调零控制部，所述自动调零控制部被构造用来进行控制以使得在复位期间内完成用于设定所述比较器的自动调零处理，以此获得表示供给至所述比较器的两个输入信号彼此一致的比较结果，在所述复位期间内所述像素被复位。根据本专利技术的另一个实施例，提出了一种电子设备的控制方法，所述电子设备包括:参考信号输出部，所述参考信号输出部被构造用来输出电平变化的参考信号；比较器，所述比较器被构造用来把从具有进行光电转换的光电转换元件的像素输出的电信号与所述参考信号输出部输出的所述参考信号进行比较；计数器，所述计数器被构造用来根据所述电信号与所述参考信号的比较结果求得计数值作为所述电信号的AD转换结果，所述计数值是通过对所述参考信号发生变化直至所述电信号与所述参考信号彼此一致时所花费的时间进行计数而获得的。所述控制方法包括:进行控制以使得在复位期间内完成用于设定所述比较器的自动调零处理，以此获得表示供给至所述比较器的两个输入信号彼此一致的比较结果，在所述复位期间内所述像素被复位。如上所述，在根据本专利技术的实施例所述的电子设备、图像传感器和控制方法中，所述像素具有用于进行光电转换的光电转换元件，所述比较器把从所述像素中输出的电信号与电平变化的参考信号进行比较，所述参考信号是从所述参考信号输出部中输出的。根据所述电信号与所述参考信号的比较结果，通过对所述参考信号发生变化直至所述电信号与所述参考信号彼此一致所花费的时间进行计数获得计数值，并且将该计数值确定为所述电信号的AD转换结果。在此情况下，进行用于设定所述比较器的自动调零处理以使其在所述像素被复位的复位期间内完成，以此获得表示供给到所述比较器的两个输入信号彼此一致的比较结果。[0021 ] 所述图像传感器可以是分立器件或可以是包含在一个器件中的内部模块。根据本专利技术，能够容易地抑制图像质量降低。【附图说明】图1是图示了根据应用了本专利技术的数码相机的一个实施例的构造示例的方框图；图2是图示了图像传感器的构造示例的方框图；图3是图示了像素的构造示例的电路图；图4是图示了 ADC的构造示例的方框图；图5是图示了比较器的构造示例的电路图；图6是图示了信号线电压和参考信号的波形图；图7是图示了当拍摄具有极高亮度的物体的图像时信号线电压和参考信号电压的示例的波形图；图8是图示了当信号线电压被钳制时，信号线电压和参考信号电压的示例的波形图；图9是图示了当低光强度太阳黑点发生时，信号线电压和参考线电压的示例的波形图；图10是图示了在避免太阳黑点模式下图像传感器中的信号线电压和参考信号电压的示例的波形图；图1lA至图1lC是图示了当自动调零模式是所述避免太阳黑点模式时，信号线电压与参考信号电压之间的位置关系的示例的波形图；图12图示了在避免太阳黑点模式下进行的P相偏移；图13是图示了当基于传感器增益设定正常模式下的初始偏移的偏移量时，信号线电压和参考信号电压的示例的波形图；图14是图示了当基于传感器增益设定避免太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备，其包括：参考信号输出部，所述参考信号输出部被构造用来输出电平变化的参考信号；比较器，所述比较器被构造用来把从具有进行光电转换的光电转换元件的像素输出的电信号与所述参考信号输出部输出的所述参考信号进行比较；计数器，所述计数器被构造用来根据所述电信号与所述参考信号的比较结果求得计数值作为所述电信号的AD转换结果，所述计数值是通过对所述参考信号发生变化直至所述电信号与所述参考信号彼此一致时所花费的时间进行计数而获得的；和自动调零控制部，所述自动调零控制部被构造用来进行控制以使得在复位期间内完成用于设定所述比较器的自动调零处理，以此获得表示供给到所述比较器的两个输入信号彼此一致的比较结果，在所述复位期间内所述像素被复位。

【技术特征摘要】
2013.02.27 JP 2013-0375431.一种电子设备,其包括: 参考信号输出部，所述参考信号输出部被构造用来输出电平变化的参考信号； 比较器，所述比较器被构造用来把从具有进行光电转换的光电转换元件的像素输出的电信号与所述参考信号输出部输出的所述参考信号进行比较； 计数器，所述计数器被构造用来根据所述电信号与所述参考信号的比较结果求得计数值作为所述电信号的AD转换结果，所述计数值是通过对所述参考信号发生变化直至所述电信号与所述参考信号彼此一致时所花费的时间进行计数而获得的；和 自动调零控制部，所述自动调零控制部被构造用来进行控制以使得在复位期间内完成用于设定所述比较器的自动调零处理，以此获得表示供给到所述比较器的两个输入信号彼此一致的比较结果，在所述复位期间内所述像素被复位。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述参考信号输出部使开始电平偏移，所述开始电平是当所述参考信号与所述电信号开始进行比较时所述参考信号的电平。3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述参考信号输出部根据所述参考信号的坡度设定所述开始电平的偏移量。4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述参考信号的坡度越陡峭，所述参考信号输出部将所述开始电平的偏移量设定为越小的量。5.根据权利要求2至4中任一项所述的电子设备，其中，所述参考信号输出部调整所述开始电平的偏移量以使得复位电平的AD转换结果相对于预定值的偏差减小，所述复位电平是紧接着所述像素被复位之后的所述电信号的电平。6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述预定值是与P相的中点相对应的值，所述P相是所述参考信号的电平变化的期间并用于获得所述复位电平的AD转换结果。7.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述参考信号输出部设定P相的长度，所述P相是所述参考信号的电平变化的期间并用于获得复位电平的AD转换结果，所述复位电平是紧接着所述像素被复位之后的所述电信号的电平。8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述参考信号输出部根据所述参考信号的坡度设定所述P相的长度。9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述参考信号的坡度越陡峭，所述参考信号输出部将所述P相的长度设定为越小的长度。10.根据权利要求7至9中任一项所述的电子设备，其中， 所...

【专利技术属性】
技术研发人员：山形优辉，松本静德，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP