[发明专利]成像装置、成像系统和成像装置的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像装置，其具有包括模数转换单元和多个光电转换单元的像素。

背景技术

常规地已知包括像素单元和列并行模数转换单元的成像装置，该像素单元执行光电转换并且在其上以矩阵形式布置有像素，每个像素被配置用于输出基于入射光的信号，在该列并行模数转换单元中安置模数转换单元以便对应于各像素列(下文，模数转换单元被称为ADC(模数转换器)，并且列并行ADC被称为列ADC)。在列ADC中，用于各列的电路单元执行模数转换(下文被称为AD转换)以将从像素输出的模拟信号(从像素输出的模拟信号在下文被称为像素信号)转换成数字信号。

PTL1描述了一种成像装置，该成像装置包括像素，像素具有将光信号转换成信号电荷并累积该信号电荷的多个光电转换单元，以及在接收到来自多个光电转换单元中的每一个的信号电荷时输出对应于该信号电荷的信号的一个放大MOS晶体管。PTL1中描述的像素1向垂直信号线输出从像素输出的具有噪声水平的第一信号(下文被称为N信号)、基于要在至少一个光电转换单元中累积的第一信号电荷的第二信号(下文被称为A+N信号)、以及基于通过进一步将要在另一光电转换单元中累积的信号电荷添加到该第一信号电荷而获得的信号电荷的第三信号(下文被称为A+B+N信号)。A+N信号被保持在第一电容器和第二电容器中的每一个中，第一电容器和第二电容器与垂直信号线电连接。A+B+N信号被保持在第三电容器中，第三电容器与垂直信号线8电连接。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本专利特开No.2004-134867

发明内容

技术问题

在PTL 1中描述的成像装置中，A+N信号需要被保持在两个不同的电容器中以便获得A+N信号与N信号之间的差信号以及A+B+N信号与A+N信号之间的差信号。因此，存在如下问题：由于两个电容器的电容的变化，可能不能准确地获得A+N信号与N信号之间的差信号以及A+B+N信号与A+N信号之间的差信号。

问题的解决方案

本发明是鉴于前述问题被提出的，并且本发明的一个方面提供了一种成像装置，该成像装置包括模拟信号输出单元和模数转换单元，模拟信号输出单元包括像素，该像素具有光电转换单元，该模拟信号输出单元输出作为模拟信号输出单元中的噪声信号的第一信号，基于在光电转换单元中生成的信号电荷的第二信号，以及基于通过将在光电转换单元中生成的其它信号电荷加到该信号电荷上而获得的信号电荷的第三信号，该模数转换单元将第一信号、第二信号和第三信号中的每一个转换成数字信号，该模数转换单元包括保持从第一信号转换得到的数字信号的信号保持单元。

本发明的另一方面提供了一种成像装置的驱动方法，该成像装置包括模拟信号输出单元和模数转换单元，其中，模拟信号输出单元包括像素，该像素具有光电转换单元，该模拟信号输出单元输出代表模拟信号输出单元中的噪声信号的第一信号，基于在光电转换单元中生成的信号电荷的第二信号，以及基于通过将在光电转换单元中生成的其它信号电荷加到该信号电荷上而获得的信号电荷的第三信号，该模数转换单元将第一信号、第二信号和第三信号转换成数字信号。

此外，本发明的一个方面提供一种成像系统的驱动方法，该成像系统包括成像装置，该成像装置包括多个模拟信号输出单元、被设置为对应于模拟信号输出单元的模数转换单元、具有多个微透镜的微透镜阵列、以及将光聚集到成像装置上的光学系统，每个模拟信号输出单元包括像素，该像素包括分别被设置为对应于微透镜之一的多个光电转换单元中的至少n个(n是为2或更大的自然数)光电转换单元，该方法包括以下步骤，模拟信号输出单元输出作为模拟信号输出单元中的噪声信号的第一信号，基于通过n个光电转换单元中的m个(m是自然数，满足关系式n>m)光电转换单元生成的信号电荷的第二信号，以及基于通过n个光电转换单元生成的信号电荷的第三信号，并且模数转换单元将第一信号、第二信号和第三信号中的每一个转换成数字信号；第一步骤，其中通过使用从第一信号转换得到的同一数字信号，成像装置生成从第二信号转换得到的数字信号与从第一信号转换得到的数字信号之间的第一差信号，以及从第三信号转换得到的数字信号与从第一信号转换得到的数字信号之间的第二差信号；以及第二步骤，该第二步骤获得第三差信号，该第三差信号是第一差信号和第二差信号之间的差，并且使用第三差信号和第一差信号执行焦点检测。

本发明的有利效果