專利名稱：成像系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)所述成像系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
對于固態(tài)成像器件，需要改善S/N比率并且增加動(dòng)態(tài)范圍。 曰本專利申請?zhí)亻_No.2004-015701描述了這樣的情況為了滿足這種 需要，對于按矩陣布置的像素的每一列提供用于檢測圖像信號的電平 的檢測電路和放大器電路，以基于像素控制圖像信號的增益。這樣允 許在保持S/N比率的情況下增加動(dòng)態(tài)范圍。作為本發(fā)明第一方面的成像系統(tǒng)包括固態(tài)成像器件，其 具有按矩陣布置的多個(gè)像素、各自與所述像素的一列對應(yīng)地被提供的 列放大器、以及用于輸出基于所述列放大器所進(jìn)行的放大的圖像信號 的輸出部；和信號處理單元，用于接收所述圖像信號，其中，所述列 放大器按大于1的增益q對從所述像素輸出的信號進(jìn)行放大，以及所 述信號處理單元按小于1的因子對基于按增益q所放大的信號的所述 圖像信號進(jìn)行放大。圖2A、圖2B和圖2C是描述本發(fā)明原理的圖。圖3是示出根據(jù)第 一 實(shí)施例的固態(tài)成像器件的配置的示意圖。0014圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的等效電路。
圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的比特轉(zhuǎn)換單元的配置的例子 的示意圖。圖8A和圖8B是表示根據(jù)第一實(shí)施例的y處理的概念的圖。
0019圖9是示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像器件的配置的示意圖。

圖11是示出根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)成像器件的配置的示意圖。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)成像器件的配置的 示意圖。圖2A參照圖1所示的固態(tài)成像器件1，示出在列放大器 102的增益為1的情況下從固態(tài)成像器件1輸出的信號分量相對于在 像素101上入射的光量的關(guān)系。在圖中由"信號xl"指示該關(guān)系，其中， 入射光量為橫坐標(biāo)，而固態(tài)成像器件1的輸出的幅度為縱坐標(biāo)。超過 Isat ( x 1)的入射光量使得輸出飽和而達(dá)到Vsat。關(guān)于飽和電平Vsat 的以下討論可以應(yīng)用于列放大器102和輸出部103。在圖中，虛線指 示像素101中生成的像素噪聲n，而長短交替的虛線指示輸出部103 中生成的輸出噪聲N。像素噪聲n例如是像素中所包括的像素輸出單 元和像素選擇單元中生成的噪聲。更具體地說，在像素輸出單元與垂 直信號線VL上提供的恒定電流源一起構(gòu)成源極跟隨器電路的情況 下，流過恒定電流源的電流值的時(shí)間波動(dòng)可能產(chǎn)生像素噪聲n。例如， 輸出噪聲N包括通過對輸出放大器1031進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而生成的噪聲。像 素噪聲n和輸出噪聲N并非總是電平恒定的，而是隨時(shí)間而變化的。 圖2A示出在各個(gè)噪聲隨時(shí)間變化的情況下的最大電平。在圖2A中，通過列放大器102按增益G (其中，G>1) 對由用于輸出信號(x 1)的同一像素所輸出的信號進(jìn)行放大。在圖 2A中由信號(xG)來表示入射光量與來自固態(tài)成像器件1的輸出之 間的關(guān)系。信號(xG)以小于信號(xl)的入射光量的入射光量lsat
(xG)而達(dá)到飽和輸出Vsat。換句話說，列放大器102的增益越大， 指示固態(tài)成像器件1的輸出對于入射光量的直線的斜率就越陡。此外， 通過改變列放大器102的增益，按增益G來放大信號分量和像素噪聲 n。然而，輸出噪聲N不取決于列放大器102的增益。為此，增加列 放大器102的增益導(dǎo)致放大后的像素噪聲n超過輸出噪聲N。也就是 說，將列放大器102的增益設(shè)置為G，使得放大后的像素噪聲n成為 主導(dǎo)，這使得輸出噪聲N相對較小。相應(yīng)地，可以捕獲對應(yīng)于入射光 量的信號，其中，當(dāng)列放大器102的增益為1時(shí)因?yàn)檩敵鲈肼昇占主 導(dǎo)而無法正確捕獲所述信號。在圖中由A來指示可以通過將列放大器 102的增益設(shè)置為G而捕獲信號的入射光量的范圍。換句話說，固態(tài) 成像器件1的動(dòng)態(tài)范圍增加了入射光量的范圍A。可以在從0到Ia的入射光量的范圍內(nèi)使用信號(xG)， 并且可以在大于Ia的入射光量的范圍內(nèi)使用信號(x l),然而，信 號電平在Ia的入射光量處顯著改變。為此，通過作為信號處理單元的 外部處理電路將從固態(tài)成像器件1輸出的信號(x G)乘以1/G。圖 2B示出以上描述。信號(xG)轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?xG，l/G)，以與信號
(x 1)的特性一致。相似地，像素噪聲n ( x G)乘以1/G,以與像素 噪聲n(xl)—致。另一方面，將列放大器的增益乘以G不改變輸出 噪聲N，從而通過固態(tài)成像器件1外部所提供的處理電路將輸出噪聲 N乘以1/G允許輸出噪聲N變?yōu)檩敵鲈肼昇 (1/G)。換句話說，通 過外部處理電路將輸出噪聲N乘以1/G在從0到Isat的入射光量的范 圍內(nèi)減少了由于輸出噪聲N而導(dǎo)致的噪聲分量，這使得信號(xG*l/G)的對于輸出噪聲N的S/N比率高于信號(xl)。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第 一實(shí)施例的固態(tài)成像器件的配置 的例子的示意圖。以相同的標(biāo)號來表示與圖1相同的組件。固態(tài)成像 器件1在輸出部103中包括信號存儲單元107。像素101包括光電二極管PD，其為光電轉(zhuǎn)換元件；和傳 送單元，用于將光電二極管中存儲的電荷傳送到形成像素輸出單元SF 的MOS晶體管的柵極端子。作為像素輸出單元SF的輸入部的柵極端 子通過復(fù)位部RES連接到電源VDD。像素輸出單元SF的源極端子通 過像素選擇單元SEL連接到列放大器102的輸入電容器C0的一個(gè)端 子，并且連接到恒定電流源Iconst。列放大器102包括運(yùn)算放大器Amp。運(yùn)算放大器Amp的 反轉(zhuǎn)輸入端子連接到輸入電容器CO的另一端子。反饋電容器Cl、 C2 和C3被提供為通過開關(guān)將運(yùn)算放大器Amp的反轉(zhuǎn)輸入端子連接到 其輸出端子。此外，提供開關(guān)，以用于將運(yùn)算放大器Amp的反轉(zhuǎn)輸 入端子短路到其輸出端子。運(yùn)算放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端子被提供有電 源Vref。從像素101輸出到垂直信號線VL的信號按如下增益被放大， 其中，由連接到運(yùn)算放大器Amp的反饋路徑的反饋電容器Cl、 C2 和C3的電容值對于輸入電容器C0的電容值的比率來確定所述增益。 在這種情況下，反饋電容器Cl、 C2和C3的電容值分別取為輸入電 容器C0的電容值乘以1、 1/8和1/16。也就是說，在本實(shí)施例中，每 一個(gè)列放大器被配備有具有可變增益的列放大電路。如稍后將描述的 那樣，輸入電容器C0減少了能歸因于像素的噪聲。在此，對其輸入 信號cpC的開關(guān)、輸入電容器C0和運(yùn)算放大器Amp共同被看作第一 相關(guān)雙采樣(correlated double sampling, CDS )電路。在時(shí)間t0，將除了信號cpTX和cpHn之外的信號變?yōu)楦唠?平。信號(pSEL轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖绞沟孟袼剡x擇單元SEL變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)， 從而將像素輸出單元的源極端子電連接到恒定電流源Iconst，以形成 源極跟隨器電路。由此，允許與像素輸出單元SF的柵極端子的電位 對應(yīng)的電平出現(xiàn)為垂直信號線VL上的信號。信號cpRES在該定時(shí)為 高電平，因而在垂直信號線VL上出現(xiàn)與復(fù)位像素輸出單元SF的柵極 端子的狀態(tài)對應(yīng)的電平。此外，通過將信號(pC、 q)Cl、 (pC2和q)C3 變成高電平，運(yùn)算放大器Amp的反轉(zhuǎn)輸入端子和輸出端子被短路，并且復(fù)位反饋電容器C1、 C2和C3。因?yàn)檫\(yùn)算放大器Amp的虛接地， 所以反饋電容器Cl和C2的兩端子的電位可以,皮看作與電源Vref相 同的電位。由于信號cpCTNl、 (pCTSl、 cpCTN2和cpCTS2為高電平， 所以由運(yùn)算放大器Amp的輸出對存儲電容器CTN1、 CTS1、 CTN2 和CTS2進(jìn)行復(fù)位。信號q)Cl、 (pC2、 q)C3、 q)CTNl、 cpCTSl、 q)CTN2和cpCTS2 在時(shí)間t2轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖绞沟门c之對應(yīng)的開關(guān)不導(dǎo)通。當(dāng)信號cpCTSl在時(shí)間tlO變?yōu)楦唠娖讲⑶胰缓笞優(yōu)榈碗娖?時(shí)，在存儲電容器CTS1中存儲其中垂直信號線VL上出現(xiàn)的電平按1 倍增益被放大的信號。存儲電容器CTS1中存儲的信號包括能歸因于 列放大器102的偏移分量，如在存儲電容器CTN1的情況那樣。根據(jù)信號(pHn從時(shí)間tll向高電平的依次轉(zhuǎn)變，通過差分 放大器DAmpl和DAmp2從一行的各像素依次輸出信號。存儲電容器中存儲的信號包括能歸因于列放大器102的偏移分量，因此，可通 過由差分放大器獲得差來減小偏移分量。差分放大器DAmpl輸出按1 倍增益放大的信號Sl，差分放大器DAmp2輸出按8倍增益放大的信 號S2。信號Sl和S2包括前述輸出噪聲N。信號Sl和S2與圖2A、 圖2B和圖2C中的輸出V對應(yīng)。以下，描述如何處理從固態(tài)成像器件輸出的信號。圖6是 示出使用固態(tài)成像器件1的成像系統(tǒng)100的配置的例子的框圖。從ADC 120輸出的數(shù)字信號被輸入到比特轉(zhuǎn)換單元130， 以用于被稱為比特轉(zhuǎn)換的處理。稍后將詳細(xì)描述比特轉(zhuǎn)換。例如，顯示器150是例如在數(shù)碼相機(jī)中提供的電子取景器 (EVF)的顯示單元。CPU 170是用于控制整個(gè)成像系統(tǒng)100的電路，用來設(shè)置 例如包括在固態(tài)成像器件1中的定時(shí)發(fā)生器106和增益校正電路的操 作定時(shí)。比特轉(zhuǎn)換單元130被配置為將作為12比特?cái)?shù)據(jù)的DATA1 和DATA2有選擇地轉(zhuǎn)換為15比特?cái)?shù)據(jù)，并且輸出它們，以及比特轉(zhuǎn) 換單元130具有將列放大器102中按8倍增益放大的信號乘以該增益 的倒數(shù)的功能。如果數(shù)據(jù)DATA2不飽和，即，數(shù)據(jù)DATA2的比特串中包 括0，則將信號q)b輸入到開關(guān)組SW，其將數(shù)據(jù)輸入端子DcO至Dcll 連接到數(shù)據(jù)DATA2的DbO至Dbll。數(shù)據(jù)DATA1的Da9至Dall連 接到數(shù)據(jù)輸入端子Dcl2至Dcl4。基于按數(shù)據(jù)DATA1的增益的8倍 高的增益放大的信號的數(shù)據(jù)DATA2使得在數(shù)據(jù)DATA2不飽和的光 量的范圍中數(shù)據(jù)DATA1的值等于數(shù)據(jù)DATA2的1/8。換句話說，在 Da9至Dall處的比特將總是為零。為此，通過將為零的3比特冗余 比特添加到12比特?cái)?shù)據(jù)DATA2的高階比特，將在數(shù)據(jù)DATA2不飽 和的情況下的比特轉(zhuǎn)換器130的輸出數(shù)據(jù)DATA3轉(zhuǎn)換為15比特。換 句話說，使得輸出數(shù)據(jù)DATA3在電平方面比數(shù)據(jù)DATA1的信號小3 比特(1/2的立方=1/8),這與圖2C所指示的xl/G (其中，x 1/8)
的操作是同義的。上述操作使得比特轉(zhuǎn)換器130總是提供適當(dāng)?shù)男盘?。也?是說，在按較高增益放大的信號不飽和的范圍中，基于按較高增益被 放大的信號來輸出數(shù)據(jù)，以及在按較高增益被放大的信號飽和的范圍 中，基于按較低增益被放大的信號來輸出數(shù)據(jù)。在圖7中，雖然示出 適用于兩個(gè)數(shù)據(jù)DATA1和DATA2之間的增益差是8倍的情況的比 特轉(zhuǎn)換器的配置的例子，但比特轉(zhuǎn)換器可以被配置為適用于增益差不 是8倍的情況?？梢杂闪蟹糯笃?02設(shè)置多個(gè)增益差?？梢詳U(kuò)展圖7 所示的配置，從而省略詳細(xì)配置。將討論添加到數(shù)據(jù)DATA1和DATA2的冗余比特的長度。 數(shù)據(jù)DATA1是基于按增益p放大來自像素的信號所獲得的信號的， 數(shù)據(jù)DATA2是基于按增益q放大來自像素的信號所獲得的信號的， 其中，p〈q，并且l<q。數(shù)據(jù)DATA2對于入射光量的幅度是數(shù)據(jù) DATA1的q/p倍大。將添加到兩個(gè)數(shù)據(jù)的冗余比特的比特?cái)?shù)量取為q/p比特使得兩個(gè)數(shù)據(jù)的特性能夠彼此一致(這意味著所述特性在圖 2A、圖2B和圖2C中遵循相同的直線)。在以上描述中，信號Sl和S2二者都乘以具有由圖8B中"x l"所表示的特性的Y值。使用具有根據(jù)列放大器102的增益的特性的 Y值允許獲得具有更合適的亮度的圖像。例如，可以通過對輸入到DSP 140的DATA3的值與先前準(zhǔn)備的查找表進(jìn)行比較來確定y值。信號cpTX在時(shí)間t6轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綄⒐怆姸O管PD中存 儲的電荷傳送到像素輸出單元SF的柵極端子。由此，在像素輸出單 元SF的柵極端子處的電位改變，從而改變垂直信號線VL上出現(xiàn)的電 平。由于輸入電容器C0此時(shí)漂移，因此垂直信號線VL上的僅相對 于在時(shí)間tl所箝位的電平的波動(dòng)部分被輸入到運(yùn)算放大器的反轉(zhuǎn)輸 入端子。換句話說，可以通過箝位操作來減少在箝位電容器之前生成 的噪聲分量，并且基于光電轉(zhuǎn)換的信號被輸入到運(yùn)算放大器Amp。在 本實(shí)施例中，如上所述的沒有相關(guān)性的噪聲分量殘留作為像素噪聲n。信號cpHn在時(shí)間t9依次轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖绞沟猛ㄟ^差分放大 器DAmpl和DAmp2從一行的各像素輸出信號。存儲電容器中存儲 的信號包括能歸因于列放大器102的偏移分量，從而獲得差的差分放 大器允許減少偏移分量。差分放大器DAmpl輸出按1倍增益放大的 信號Sl，差分放大器DAmp2輸出按8倍增益放大的信號S2。信號 Sl和S2包括前述輸出噪聲N。在本實(shí)施例中，在每一列中提供列放大器102使得能夠并行處理一行部分的像素。換句話說，可以通過比輸出放大器1031低的 速度來驅(qū)動(dòng)列放大器，產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是，列放大器較不容易變?yōu)樵肼曉础?
可以按與第 一 實(shí)施例相同的方式來處理從固態(tài)成像器件1 輸出的信號。信號(pbres在緩沖器單元buf中轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑瑥亩鴮?沖器單元buf的輸入部進(jìn)行復(fù)位。在從垂直CCD電路VCCD傳送后 續(xù)像素的電荷之前，需要進(jìn)行復(fù)位。在本實(shí)施例中，在緩沖器單元biif 中生成與像素噪聲ii對應(yīng)的噪聲。在本實(shí)施例中，在每一列中提供列放大器102使得能夠并 行處理一行部分的各像素。換句話說，可以通過比輸出放大器1031低的速度來驅(qū)動(dòng)列放大器，產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是，列放大器較不容易變?yōu)樵?聲源。
00107可以按與第一實(shí)施例相同的方式來處理從固態(tài)成像器件 l輸出的信號。(其它)
00110可以通過各種配置來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。圖12示出所述配置的 一個(gè)例子。以相同的標(biāo)號來表示與圖3所示的固態(tài)成像器件中使用的 組件相同的組件。圖12所示的固態(tài)成像器件在列放大器102的后級具有列 AD部108。對于每一像素列(即對于每一個(gè)列放大器)提供AD轉(zhuǎn)換 器使得能夠并行進(jìn)行一行部分的信號的A/D轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生了適合于高速 操作的優(yōu)點(diǎn)。盡管圖12僅示出單個(gè)水平信號線HL，然而，在實(shí)際的 配置中，提供數(shù)量與列AD部的分辨率(比特?cái)?shù)量)對應(yīng)的水平信號 線HL。列AD部108可以與列放大器102部分地共享。
[001121在其中對于每一列像素提供兩個(gè)列放大器的配置中，對于 每一個(gè)列放大器提供AD轉(zhuǎn)換器，以使得能夠進(jìn)行進(jìn)一步更高速操作。
[00113圖13是圖4所示的配置的框圖。固態(tài)成像器件包括像 素部10，其中按矩陣布置像素101;和CDS電路CDS1，用于減少能 歸因于像素部10的噪聲。固態(tài)成像器件還包括列放大器，用于放大 從第一 CDS電路CDS1輸出的信號；和第二 CDS電路CDS2，用于 減少能歸因于列放大器的偏移分量。固態(tài)成像器件還包括輸出部 103，用于輸出從笫二CDS電路CDS2輸出的信號。通過第一CDS電 路CDS1來減少能歸因于像素部10的噪聲，以使得能夠有效使用列放大器102的輸入側(cè)上的動(dòng)態(tài)范圍。由于在列;故大器102中所4吏用的方文 大器中存在歸因于制造條件的離差的偏移分量，因此提供第二 CDS 電路CDS2對于改善圖片質(zhì)量是有效的。此外，在這種配置中，毋庸 置疑，可以如圖12所示提供列AD部。
[00114雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本 發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍與最寬泛的 解釋一致，從而包括所有這樣的修改和等同結(jié)構(gòu)以及功能。
權(quán)利要求
1.一種成像系統(tǒng)，包括固態(tài)成像器件，其具有按矩陣布置的多個(gè)像素、各自與所述像素的一列對應(yīng)地被提供的列放大器以及用于輸出基于所述列放大器所進(jìn)行的放大的圖像信號的輸出部；以及信號處理單元，用于接收所述圖像信號，其中，所述列放大器按大于1的增益q對從所述像素輸出的信號進(jìn)行放大，以及所述信號處理單元按小于1的因子對基于按增益q所放大的信號的圖像信號進(jìn)行放大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像系統(tǒng)，其中，所述信號處理單元具有用于將所迷圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并且按所述小于1的因子對由所述;^莫擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換 器轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號進(jìn)行放大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像系統(tǒng)，其中，所述固態(tài)成像器件具有模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將所述圖像信號 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以及所述信號處理單元將由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號乘 以所述小于1的因子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的成像系統(tǒng)，其中，所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)與所述像素的 一 列對應(yīng)地而被布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的成像系統(tǒng)，其中，所述列放大器按小于增益q 增益p對從所述 素輸出的信號進(jìn)行放大，以及所述信號處理單元具有比特轉(zhuǎn)換器，用于通過將冗余比特添加到 由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器從基于按增益p進(jìn)行的放大的圖像信號所轉(zhuǎn) 換的數(shù)字信號，以及將冗余比特添加到由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器從基于按增益q進(jìn)行的放大的圖像信號所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，來轉(zhuǎn)換所述數(shù)字 信號的比特?cái)?shù)量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的成像系統(tǒng)，其中，所述比特轉(zhuǎn)換器將所述冗余比特添加到由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器 從基于按增益p進(jìn)行的放大的圖像信號所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號的較低數(shù) 位，以及將所述冗余比特添加到由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器從基于按增益 q進(jìn)行的放大的圖像信號所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號的較高數(shù)位。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的成像系統(tǒng)，其中， 所述冗余比特是q/p個(gè)比特。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5的成像系統(tǒng)，其中，所述信號處理單元將不同的伽馬值應(yīng)用于基于按增益p進(jìn)行的 放大的圖像信號和基于按增益q進(jìn)行的放大的圖像信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像系統(tǒng)，其中， 所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包括 光電轉(zhuǎn)換元件；像素輸出單元，用于輸出基于所述像素輸出單元的輸入部的電壓 的信號；傳送單元，用于將所述光電轉(zhuǎn)換元件中累積的電荷傳送到所述像素輸出單元的輸入部；以及復(fù)位單元，用于復(fù)位所述像素輸出單元的輸入部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像系統(tǒng)，其中，所述固態(tài)成像器件具有第一 CDS電路，用于減少能歸因于所述 像素的噪聲，并且其噪聲被所述第一 CDS電路所減少的信號被輸入到 所述列放大器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l的成像系統(tǒng)，其中，
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像系統(tǒng)，其中， 所述小于1的因子是p/q。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1的成像系統(tǒng)，其中， 所述因子p是l。
14. 一種成像系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法，所述成像系統(tǒng)包括固態(tài)成像器 件，該固態(tài)成像器件具有按陣列布置的多個(gè)像素、各自與所述像素的 一列對應(yīng)的列放大器以及用于輸出基于所述列放大器所進(jìn)行的放大的 圖像信號的輸出單元；以及信號處理單元，用于接收所述圖像信號，其中， 所述方法包括以下步驟由所述列放大器按大于1的增益q對從所述像素輸出的信號進(jìn)行 》文大，以及由所述信號處理單元按小于l的因子對基于按增益q所放大的信 號的圖像信號進(jìn)行放大。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述列放大器按小于增益q的增益p對從所述像素輸出的信號進(jìn) 行方欠大，以及所述小于1的因子是p/q。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述信號處理單元具有用于將所述圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以及按所述小于1的因子對由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換 器轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號進(jìn)行放大。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的驅(qū)動(dòng)方法，還包括以下步驟 通過將冗余比特添加到由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器從基于按增益p進(jìn)行的放大的圖像信號所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，以及將冗余比特添加到由 所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器從基于按增益q進(jìn)行的放大的圖像信號所轉(zhuǎn)換 的數(shù)字信號，來轉(zhuǎn)換所述數(shù)字信號的比特?cái)?shù)量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的驅(qū)動(dòng)方法，還包括以下步驟 將所述冗余比特添加到由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器從基于按增益p進(jìn)行的放大的圖像信號所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號的較低數(shù)位，以及將所述冗余比特添加到由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器從基于按增益q 進(jìn)行的放大的圖像信號所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號的較高數(shù)位。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17的驅(qū)動(dòng)方法，其中， 所述冗余比特是q/p個(gè)比特。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14的驅(qū)動(dòng)方法，還包括以下步驟 將不同的伽馬值應(yīng)用于基于按增益p進(jìn)行的放大的圖像信號和
全文摘要
本發(fā)明公開了一種成像系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)所述成像系統(tǒng)的方法。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善S/N比率并且增加動(dòng)態(tài)范圍的成像系統(tǒng)以及一種適合于所述改善和增加的成像系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方法。該成像系統(tǒng)包括固態(tài)成像器件，其具有按矩陣布置的多個(gè)像素、各自與所述像素的一列對應(yīng)的列放大器、以及用于輸出基于所述列放大器所進(jìn)行的放大的圖像信號的輸出部；和信號處理部，用于接收所述圖像信號，其中，所述列放大器按大于1的增益q對從所述像素輸出的信號進(jìn)行放大，并且所述信號處理部將基于按增益q所放大的信號的圖像信號乘以小于1的因子。
文檔編號H04N5/335GK101621632SQ20091015132
公開日2010年1月6日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者太田徑介, 橋本誠二, 繁田和之 申請人:佳能株式會社