[发明专利]固态成像装置及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态成像装置及驱动该固态成像装置的方法。

背景技术

近年来，诸如CMOS图像传感器之类的固态成像装置已被广泛应用于数码照相机、数码可携式摄像机以及手机的照相机单元等等。由于减少部件数量及减少功率消耗的需求，进行了对带有内置模拟/数字转换电路（AD转换电路或ADC）的固态成像装置的研究。作为ADC的一种形式，有一种称为列ADC，其中A/D转换电路被安装用于像素阵列的每一列。在这种类型中，例如斜坡列ADC是公知的。斜坡列ADC包括斜坡信号源以及被逐列安装的比较器。斜坡列ADC使用相应的比较器将每个像素信号与来自于斜坡信号源的斜坡信号（基准信号）进行比较，测量像素信号的电势与斜坡信号的电势的幅值关系反转所需的时间，并将与该时间相对应的数字数据存入存储器。

例如，日本专利申请公开No.2008-259228描述了一种列ADC的配置：其中针对每个列放置上/下计数器。根据日本专利申请公开No.2008-259228公开的技术，在把从像素输出的标准信号由模拟转换到数字的过程中，计数按照向上计数模式和向下计数模式中的一种执行。另一方面，在把从像素输出的像素信号由模拟转换到数字的过程中，计数按照向上计数模式和向下计数模式中的另一种执行。

此外，日本专利申请公开No.2006-081203描述了一种列ADC的配置：其中针对每个列放置计数器。如果斜坡信号与标准信号或像素信号间有很大的电势差，那么比较处理将不能在预定的AD转换时段内完成，这会导致所谓的溢出。根据日本专利申请公开No.2006-081203所述的配置，如果溢出的情况下从比较器输出的信号的信号值不变，那么，在斜坡信号中的信号值的取决于时间的变化完成之后，指示把计数信号保存在存储器中的信号被输出到存储器。

发明内容

在日本专利申请公开No.2008-259228中描述了为了执行溢出处理，针对溢出的额外比特或进位比特被提供于固态成像装置中。然而，溢出处理要求至少每列一比特被添加到电路。这使电路变复杂，因此无法预期电路面积的减少。日本专利申请公开No.2008-259228中描述的固态成像装置为每一列提供与（AND）电路以及或（OR）电路，因而有增大电路规模的问题。

本发明的目的在于提供一种能够在抑制电路规模增大的同时实施溢出处理的固态成像装置及驱动固态成像装置的方法。

根据本发明的一方面，固态成像装置包括：多个像素，被二维地布置为矩阵，并且每个像素输出像素信号；基准信号生成电路，被配置为生成随时间单调改变的基准信号；多个比较器，每个比较器被布置为与多个像素的列中的每一列相对应，并被配置为把像素信号和基准信号进行比较；多个存储器，每个存储器被布置为与多个比较器中的每一个相对应；计数器，根据来自基准信号生成电路的基准信号的输出来开始计数操作，被配置为对时钟脉冲进行计数以生成计数信号以及被配置为把计数信号提供给多个存储器；以及数据供给单元，被配置为把预定值的数字数据提供给多个存储器。

根据本发明的另一方面，驱动固态成像装置的方法，该固态成像装置包括：多个像素，被二维地布置为矩阵，并且每个像素输出像素信号；基准信号生成电路，被配置为生成随时间单调改变信号电平的基准信号；多个比较器，每个比较器被配置为与多个像素的列中的每一列相对应，并被配置为把像素信号和基准信号进行比较；多个存储器，每个存储器被布置为与多个比较器中的每一个相对应；以及计数器，根据来自基准信号生成电路的基准信号的输出来开始计数操作，被配置为对时钟脉冲进行计数以生成计数信号以及被配置为把计数信号提供给多个存储器，其中所述方法包括以下步骤：在把像素信号与基准信号进行比较之前把预定值的数字数据写到多个存储器，并且当表示比较结果的信号值改变时，根据已写入计数信号的信号值中的数字数据来更新多个存储器的数据。

根据本发明，如果在比较器执行比较操作的时段期间，基于比较结果由比较器输出的信号的信号值不发生变化，那么预定值的数字数据已被存储到适于把与从像素读出的信号相对应的数字数据进行存储的存储器。这允许在抑制电路规模增大的同时进行溢出处理。

根据参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的更多特征将变得清楚。

附图说明

图1是表示固态成像装置的示例配置的图。

图2是表示固态成像装置的示例操作的定时图。

图3是表示固态成像装置的另一示例配置的图。

图4是表示固态成像装置的另一示例操作的定时图。

具体实施方式