[发明专利]数据处理方法及装置、图像拾取装置和电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及实行AD(模拟-数字)转换的数据处理方法和数据处理装置、以及作为利用这种AD转换的机制所用于的物理量分布检测的半导体装置的固态图像拾取装置、图像拾取装置和电子装置。更具体地，本发明涉及适合于诸如固态图像显示装置的用于物理量分布检测的半导体装置和其他电子装置所使用的数字信号处理技术，其中阵列了具有对诸如光或辐射的、从外界输入的电磁波的敏感度的多个单元组件，并且可以通过由地址控制的任意选择来读出由单元组件转换成电信号的物理量分布作为电信号。更具体地，本发明涉及用于当处置(handle)处理对象信号时获取数字信号的技术。 

背景技术

近年来，注重到可以克服作为固态图像拾取装置的CCD(电荷耦合器件)图像传感器具有的各种问题的MOS(金属氧化物半导体)型或CMOS(互补金属氧化物半导体)型的图像传感器。 

例如，CMOS图像传感器包括从用于每个像素的浮动扩散放大器(floatingdiffusion amplifier)等形成的放大电路。在读出像素信号之后，作为地址控制的例子，通常使用称为列并行输出型方法或列型方法的方法。在所述方法中，选择像素阵列部分中的某行像素，并同时访问该行的像素，以便从像素阵列部分同时并且并行地读出关于以行为单位的该行的所有像素的像素信号。 

此外，固态图像拾取装置有时使用其中在由模拟-数字转换装置(AD转换装置；模拟数字转换器)将从像素阵列部分读出的模拟像素信号转换成数字数据后将其输出的方法。 

这类似地应用于列并行输出型的图像传感器，并且已经提出了各种信号输出电路。作为最先进的形式之一，已经提出了为每列提供AD转换器使得将图像信号提取到外部作为数字信号的方法。 

同时，从电路规模、处理速度(速度的提高)、分辨率等的角度，已经提出了各种AD转换方法。作为例子，称作斜积分(slope integration)型或斜坡 信号比较(ramp signal comparison)型(下文中称作参考信号比较型)的AD转换方法是可用的，其中将模拟单元信号与斜坡形参考信号、即值逐渐变化的斜波比较，用于将模拟单元信号转换成数字数据，并且与比较处理并行地实行计数处理。然后，基于在比较处理结束的时间点处的计数值获取单元信号的数字数据。通过将参考信号比较型AD转换方法与上述列并行输出型方法结合，可以在低频带中列并行地对像素的模拟输出进行AD转换。因此，认为该组合适合于达到高画面质量和高速度两者的图像传感器。 

在此，像素信号，特别是复位状态中的像素的像素信号电平与在读出信号电荷时的像素信号电平之间的差变成真实的信号分量。而且，在将参考信号比较型AD转换方法与列并行输出型方法结合使得对一行的所有像素同时将像素信号转换成数字数据的情况下，采用了将差分处理纳入考虑而配置的机制。例如，有时采用如下机制：该机制实行在上计数模式和下计数模式之间的计数模式的转变、并依据在像素复位时、像素信号电平的AD转换时或在当读出信号电荷时的像素信号电平的AD转换时而转变计数模式，使得自动获取真实信号分量的AD转换结果，作为最终的AD转换输出值。简言之，根据上述机制，与AD转换同时地实行差分处理功能。 

作为降低计数器电路或AD转换器的功率消耗的方法，例如，已知并且在日本专利No.3,338,294(下文称作专利文件1)或日本专利No.3,141,832(下文称作专利文件2)中公开了提供计数器操作的停止时期、即挂起时期的方法。已知并且在日本专利No.3,507,800(下文称作专利文件3)中公开了减少时钟数或降低时钟频率的另一方法。 

例如，专利文件1公开了降低计数器电路的功率消耗的方法。更具体地，专利文件1提出了这样的机制：当某一计数器正在操作时，停止另一计数器的计数操作，并且减少触发器(flip-flop)的反转操作的次数以降低功率消耗。 

同时，专利文件2公开了降低AD转换装置的功率消耗的方法。具体地，当使用公共计数器电路时，单独对高阶位和低阶位实行AD转换。作为用于其的方法，将不同增益的参考信号相互比较。 

另一方面，专利文件3公开了降低AD转换电路的时钟频率的方法。具体地，使用阶梯状的参考信号单独对高阶位和低阶位实行转换操作。可以通过降低时钟频率实现功率消耗的减少。 

发明内容