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      圖像拾取器件和相機系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:7992575閱讀:226來源:國知局
      圖像拾取器件和相機系統(tǒng)的制作方法
      【專利摘要】提供圖像拾取器件和相機系統(tǒng),它們可以以很低的噪聲對來自像素的微弱信號或單光子信號進行高精確、高速的檢測,由此改善幀速率并且實現(xiàn)各種高性能的俘獲。每一個感測電路包含用于將來自像素的輸出信號與參考信號進行比較的比較器。當檢測信號時,感測電路在提供于比較器一側或兩側的輸入部件中保持電荷,并且將參考信號和來自所選像素的第二像素信號進行比較以便數(shù)字地判定像素上入射光的強度,所述電荷使得第一像素信號輸出從所選像素偏移,所述偏移偏置抵消由比較器帶來的偏移,并且所述參考信號階梯式地改變。
      【專利說明】圖像拾取器件和相機系統(tǒng)
      【技術領域】
      [0001]本發(fā)明涉及諸如CMOS圖像傳感器之類的圖像拾取器件和相機系統(tǒng)。
      【背景技術】
      [0002]最近,CMOS圖像傳感器已經廣泛地使用在數(shù)字靜態(tài)相機、便攜式攝像放像一體機、監(jiān)視相機等,并且CMOS圖像傳感器的市場已擴展。CMOS圖像傳感器中的每一個像素通過作為光電轉換器件的光電二極管來將入射光轉換為電子,并且在特定時段內積聚電子,然后將與積聚電荷量相對應的信號輸出至包含在芯片中的模擬數(shù)字(AD)轉換器。AD轉換器對信號進行數(shù)字化,并且然后將數(shù)字化的信號輸出至AD轉換器之后的階段。在CMOS圖像傳感器中,以矩陣形式布置這樣的像素用于圖像拾取。
      [0003]圖1是圖示作為固態(tài)圖像拾取器件的CMOS圖像傳感器的典型芯片配置的示圖。
      [0004]該CMOS圖像傳感器10包含像素陣列部件11、行驅動電路12、AD轉換器13、開關14、輸出電路15、行控制線16、豎直信號線17和傳輸線18。
      [0005]在像素陣列部件11中,沿著行方向和列方向以矩陣形式布置多個像素PX,并且豎直信號線17由沿著列方向布置的多個像素PX共享且連接至對應于每列布置的AD轉換器13。另一方面,行驅動電路12從多行中僅選擇一行,并且驅動行控制線16從在所選行中的像素PX中讀取積聚電荷。行控制線16由一條或多條控制線構成,以執(zhí)行這樣從像素中的讀取或像素的復位。如在此所使用的,術語“復位”是指這樣的操作,其中從像素中對積聚電荷進行放電以便使像素返回至曝光之前的狀態(tài),并且例如讀取每行之后馬上、或當曝光開始時執(zhí)行復位作為快門操作。在讀取時,通過豎直信號線17傳遞至AD轉換器13的模擬信號轉換成數(shù)字信號,并且通過開關14將數(shù)字信號順序地傳遞至輸出電路15,以便輸出至位于未示出的芯片內部或外部的圖像處理單元。
      [0006]當CMOS圖像傳感器10以這種方式完成從一行的讀取時,選擇下一行,并且以相似的方式重復進行讀取、AD轉換和輸出。當完成所有行的處理時,完成一幀圖像數(shù)據的輸出。
      [0007]另一方面,PTLl已經提出了一種以時分方式對光子進行計數(shù)的新技術。在該計數(shù)技術中,關于在特定時段內是否在光電二極管上入射光子的二值判定重復進行多次,并且對二值判定的結果進行整合以獲得二維圖像拾取數(shù)據。換言之,感測在每一個特定時段(每一個單位曝光時段)內來自光電二極管的信號,并且當在時段內一個或多個光子入射到光電二極管上時,不考慮入射光子的數(shù)目,連接至每一個像素的計數(shù)器增加計數(shù)I。如果光子入射的頻率沿著時間軸是隨機的,則入射光子的實際數(shù)目和計數(shù)的數(shù)目遵循泊松分布;因此,當入射頻率為低時,入射光子的實際數(shù)目和計數(shù)的數(shù)目具有基本線性的關系,并且當入射頻率為高時,輸出被壓縮。
      [0008]此外,PTL2已經提出了一種通過將感測電路和用于上述時分光子計數(shù)的計數(shù)器電路從像素中分離并且分級地布置它們來改進像素的孔徑比的技術。
      [0009]使用這樣的時分光子計數(shù)的圖像傳感器持續(xù)地將從像素輸出的數(shù)據處理為數(shù)字數(shù)據;因此,并不產生與模擬信號的發(fā)送和放大相關聯(lián)的隨機噪聲和固定噪聲。此時,僅僅剩余在像素中產生的光擊中噪聲(light shot noise)和暗電流(dark current),并且特別在低光照度的情況下在圖像拾取中允許獲得相當高的S/N比。
      [0010]引用列表
      [0011]專利文獻
      [0012][PTL1]日本未審查專利申請第H7-67043號
      [0013][PTL2]日本未審查專利申請第2011-71958號
      [0014][PTL3]日本未審查專利申請第2008-193373號
      [0015][PTL4]日本未審查專利申請第2006-20173號

      【發(fā)明內容】

      [0016]技術問題
      [0017]最近,作為在上述CMOS圖像傳感器中AD轉換的技術,所謂的單斜率轉換已成為主流,其中多個像素列連接至多個AD轉換器,并且AD轉換器在以臺階階梯式改變共同參考信號時通過將相應像素的每一個輸出與共同參考信號進行比較從而同時進行AD轉換。特別地,在諸如在低光照度情況下的圖像拾取和光子計數(shù)之類的極小像素信號的檢測中,需要降低隨機噪聲和固定噪聲;因此,主要需要兩種噪聲抵消。
      [0018]噪聲抵消種類中的一種是抵消像素的復位噪聲。通過輸出來自像素的復位信號并且然后保持電荷(所述電荷用于抵消在比較器輸入部件中的信號),從而來執(zhí)行所述抵消,并且該抵消被稱為DCS (相關雙采樣,correlated double sampling)。另一種噪聲抵消是抵消在比較器側生成的偏移噪聲。在典型的圖像傳感器中,偏移噪聲在圖像中出現(xiàn)為豎直線,并且可以在后續(xù)圖像處理階段中被處理;但是,在光子計數(shù)中,需要在對像素信號進行二值判定之前抵消偏移噪聲。
      [0019]例如,在PTL3中,實質上在被稱為“自動調零(auto-zero)”的過程中執(zhí)行對來自像素的復位信號的CDS,并且階梯式脈沖的首先施加以及隨后要執(zhí)行的向下計數(shù)是用于抵消在比較器側的偏移噪聲和隨機噪聲的處理。在自動調零處理中,還進行在比較器上的偏移調節(jié);然而,在此時,出現(xiàn)剩余偏移分量。該剩余偏移分量通過在隨后要進行的關于無信號的AD轉換來檢測,并且從待抵消的像素信號的AD轉換結果中減去并且?guī)缀跬耆蝗コ?br> [0020]在該技術中,當參考信號的階梯寬度在上述AD轉換中被變窄以增加分辨率時,允許以極高的精確性抵消噪聲;因此,該技術對于檢測極小信號是有優(yōu)勢的。此外,當提供了閾值并且進行了關于作為二進制數(shù)據的AD轉換結果的判定時,該技術也可以被用作用于時分光子計數(shù)的感測電路。
      [0021]替換地,在PTL4中,使用光屏蔽像素的暗信號在每一幀上執(zhí)行比較器偏移的校準。在像素讀取中,在復位信號的CDS之后執(zhí)行像素信號和的讀取和AD轉換,并且通過從每一個比較器中獲取在像素信號和校準結果之間的差來抵消偏移。在每一幀上的校準具有在比較器側生成的隨機噪聲不允許抵消的問題;然而,比較器的抵消偏移噪聲的處理允許在一定程度上縮短。
      [0022]但是,在其中像素信號極小的情況下,上述技術具有下面的問題。例如,考慮這樣的情況,其中轉換效率上升至600 μ V/e-,并且進行關于單光子是否入射的二值判定。在此時,像素信號具有600 μ V,并且閾值判定值大約是300 μ V ;因此,理想地,允許通過用參考信號覆蓋這樣的寬度并且階梯式地改變參考信號來執(zhí)行判定。然而,比較器的偏移具有幾個μ V至幾十個μ V。換言之,在這樣的情況下,在比較器側的偏移是像素信號的數(shù)量級或者比像素信號的數(shù)量級大。
      [0023]還需要以與檢測像素信號時相同的精確性來檢測在比較器側的偏移。因此,在上述示例中,花在讀取關于像素信號的判定上的時間大多由用于通過參考信號消除比較器偏移的時間所占據。例如,在前一示例中,需要在讀取像素信號的單個周期中兩次消除偏移,而在后一示例中,需要在讀取像素信號的單個周期中一次消除偏置。然而,已經提出了幾個方案以便減少用于關于像素信號來消除參考信號的時間,但是幾乎沒有考慮過降低用于消除比較器側上的偏移的時間。
      [0024]提出本技術以便提供圖像拾取器件和相機系統(tǒng),它們能夠高速地以較少的噪聲和高精確性對來自像素的極小信號或單光子信號進行檢測,并且能夠借助本技術通過增加幀速率來執(zhí)行各種高性能拍攝。
      [0025]解決方案
      [0026]根據本技術的第一方面的固態(tài)圖像拾取器件包含:像素陣列部件,其包含布置在陣列中的多個像素,每一個像素包含光電轉換器件、被配置為積聚通過光電轉換而生成的電荷的存儲部件、和被配置為輸出積聚的電荷作為電信號的放大器器件,所述像素中的每一個被配置為響應于光子入射而輸出電信號至輸出信號線;感測電路部件,其包含感測電路,所述感測電路中的每一個被配置為進行對來自所述像素的像素信號進行檢測的處理;和驅動部件,其被配置為在讀取時從所選擇像素中進行第一像素信號的讀取和第二像素信號的讀取,其中,所述第一像素信號和所述第二像素信號是與無信號積聚狀態(tài)相對應的像素的復位信號和反映通過光電轉換而生成的積聚電荷的積聚信號中的一個和另一個,在所述感測電路部件中,所述感測電路中的每一個包含比較器,所述比較器被配置為將來自所述像素的輸出信號與參考信號相比較,并且當進行信號檢測時,在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許從所述所選擇像素中輸出的所述第一像素信號被抵消的電荷,用于每一個比較器的獨立偏移偏置被施加于所述比較器的輸入部件中的一個上以便抵消該比較器的偏移,并且通過將步進式變化的參考信號與從所述所選擇像素中輸出的第二像素信號進行比較來進行入射在像素上的光強度的數(shù)字判定。
      [0027]轉換器件偏移偏移根據本技術的第二方面的相機系統(tǒng)配備圖像拾取器件、光學系統(tǒng)和信號處理電路,所述光學系統(tǒng)被配置為在圖像拾取器件上形成對象的圖像,所述信號處理電路被配置為處理所述圖像拾取電路的輸出圖像信號,所述圖像拾取器件包含:像素陣列部件,其包含布置在陣列中的多個像素,每一個像素包含光電轉換器件、被配置為積聚通過光電轉換而生成的電荷的存儲部件、和被配置為輸出積聚的電荷作為電信號的放大器器件,所述像素中的每一個被配置為響應于光子入射而輸出電信號至輸出信號線;感測電路部件,其包含感測電路,所述感測電路中的每一個被配置為進行對來自所述像素的像素信號進行檢測的處理;和驅動部件,其被配置為在讀取時從所選擇像素中進行第一像素信號的讀取和第二像素信號的讀取,其中,所述第一像素信號和所述第二像素信號是與無信號積聚狀態(tài)相對應的像素的復位信號和反映通過光電轉換而生成的積聚電荷的積聚信號中的一個和另一個,在所述感測電路部件中,所述感測電路中的每一個包含比較器,所述比較器被配置為將來自所述像素的輸出信號與參考信號相比較,并且當進行信號檢測時,在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許從所述所選擇像素中輸出的所述第一像素信號被抵消的電荷,用于每一個比較器的獨立偏移偏置被施加于所述比較器的輸入部件中的一個上以便抵消該比較器的偏移,并且通過將步進式變化的參考信號與從所述所選擇像素中輸出的第二像素信號進行比較來進行入射在像素上的光強度的數(shù)字判定。
      [0028]轉換器件偏移偏移有利效果
      [0029]根據本技術,允許高速地以低噪聲和高精確性檢測來自像素的極小信號和單光子信號,并且允許借助本技術通過增加幀速率進行各種高性能拍攝。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0030]圖1是圖示作為固態(tài)成像器件的CMOS圖像傳感器的典型芯片配置的示圖。
      [0031]圖2是圖示在單位曝光時段內入射光子的平均數(shù)目和計數(shù)概率(每單位曝光時段的平均計數(shù)數(shù)目)的示例的示圖。
      [0032]圖3是圖示根據第一實施例的CMOS圖像傳感器(圖像拾取器件)的配置示例的示圖。
      [0033]圖4是圖示根據第一實施例的像素的電路配置示例的示圖。
      [0034]圖5是圖示像素布局的示例的示圖。
      [0035]圖6是圖示在根據第一實施例的感測電路中的AD轉換器件的配置示例的示圖。
      [0036]圖7是圖示在圖6中的AD轉換器件的運行波形的示例的示圖。
      [0037]圖8是圖示在其中不提供偏移偏置施加部件的情況下AD轉換器件的運行波形的示圖。
      [0038]圖9是用于描述根據實施例偏移偏置的校準的示例的示圖。
      [0039]圖10是圖不根據實施例的被配置為生成偏移偏置的偏移偏置生成電路的配置不例的示圖。
      [0040]圖11是圖示在根據實施例的AD轉換器件中在其中從一行到另一行地進行錯誤校正的情況下運行波形示例的示圖。
      [0041]圖12是圖示在根據實施例的AD轉換器件中在其中從一行到另一行地進行偏移校準的情況下運行波形的示例的示圖。
      [0042]圖13是圖示在根據實施例的AD轉換器件中在其中從一行到另一行地進行偏移校準的情況下運行波形的另一示例的示圖。
      [0043]圖14是圖示根據第一實施例的像素的電路配置的另一示例的示圖。
      [0044]圖15是圖示在應用圖14中的像素的情況下與圖7中的示例相對應的運行波形的示圖。
      [0045]圖16是圖示根據第二實施例的CMOS圖像傳感器(圖像拾取器件)的配置示例的示圖。
      [0046]圖17是圖示在根據第二實施例的感測電路中的AD轉換器件的配置示例的示圖。
      [0047]圖18是圖示根據第二實施例的像素的電路配置的示例的示圖。
      [0048]圖19是圖示向其應用任何根據實施例的固態(tài)圖像拾取器件的相機系統(tǒng)的配置的示例的示圖。【具體實施方式】
      [0049]將在下文中參考附圖描述本公開的一些實施例。要注意的是,將以下面的順序給出描述。
      [0050]1.第一實施例(圖像拾取器件的第一配置示例)
      [0051]2.第二實施例(圖像拾取器件的第二配置示例)
      [0052]3.相機系統(tǒng)的配置示例
      [0053](1.第一實施例)
      [0054]圖3是圖示根據第一實施例的CMOS圖像傳感器(圖像拾取器件)的配置示例的示圖。
      [0055][整個配置的總結]
      [0056]該CMOS圖像傳感器100包含像素陣列部件110、感測電路部件120、輸出信號線組130、傳輸線組140和判定結果整合電路部件150。
      [0057]像素陣列部件110包含多個數(shù)字像素PX,其以矩陣的形式沿著行方向和列方向布置。每一個數(shù)字像素PX包含光電轉換器件,并且具有響應于光子入射輸出電信號的功能。像素陣列部件110例如形成在 第一半導體基底SUBl上。
      [0058]感測電路部件120形成在與第一半導體基底SUBl不同的第二半導體基底SUB2上。在感測電路部件120中,例如以矩陣的形式沿著行方向和列方向布置多個感測電路,以便在一對一的基礎上對應于以像素陣列部件110的矩陣形式布置的多個像素PX。感測電路121中的每一個具有這樣的功能:在接收來自數(shù)字像素PX的信號時,關于在預定時段內光子是否入射到數(shù)字像素PX上進行二值判定。
      [0059]然后,第一半導體基底SUBl和第二半導體基底SUB2被層壓。例如,第一半導體基底SUBl和第二半導體基底SUB2被層壓,以便允許在第一半導體基底SUBl上形成的多個像素PX和在第二半導體基底SUB2上形成的多個感測電路121在一對一的基礎上朝向彼此。朝向彼此的像素PX和感測電路121通過輸出信號線組130的各個輸出信號線131連接至彼此。
      [0060]在圖3的示例中,位于第O行第O列的像素PX-OO的輸出通過輸出信號線131-00被連接至位于第O行第O列的感測電路121-00的輸入。位于第O行第I列的像素PX-Ol的輸出通過輸出信號線131-01被連接至位于第O行第I列的感測電路121-01的輸入。位于第I行第O列的像素PX-?ο的輸出通過輸出信號線131-10被連接至位于第I行第O列的感測電路121-10的輸入。位于第I行第I列的像素PX-1l的輸出通過輸出信號線131-11被連接至位于第I行第I列的感測電路121-11的輸入。盡管沒有圖示,位于其他行和列的像素和感測電路以相同的方式連接于彼此。
      [0061]在感測電路部件120中,位于相同行中的感測電路121的輸出被連接至共同的傳輸線141。在圖3的示例中,布置在第O行的感測電路121-00、121-01、…的輸出被連接至傳輸線141-0。位于第一行的感測電路121-10、121_11、…的輸出被連接至傳輸線141-1。盡管沒有圖示,在第二及之后的行中的感測電路以相同的方式形成。
      [0062]在該實施例中,如將詳細描述的,感測電路部件120的每一個感測電路121包含包括比較器的AD轉換器件,所述比較器被配置為將從像素讀取的信號和參考信號REF進行比較。[0063]判定結果整合電路部件150具有這樣的功能:多次整合由感測電路121得到的來自每一個像素的判定結果以便生成具有灰度級的二維圖像拾取數(shù)據。在判定結果整合電路部件150中,對應于在感測電路部件120中的感測電路121的行布置,來布置判定結果整合電路151-0、151-1、…。換言之,判定結果整合電路151-0連接至傳輸線141-0,位于第O行的感測電路121-00、121-01、…連接至該傳感線141-0。判定結果整合電路151-1連接至傳輸線141-1,位于第I行的感測電路121-10、121-11、…連接至所述傳輸線141-1。
      [0064]判定結果整合電路151-0包括:寄存器152-0,其被配置為保持通過傳輸線141_0傳輸?shù)呐卸ㄖ?;計?shù)電路153-0,其被配置為對由寄存器152-0所保持的值進行計數(shù);和存儲器154-0,其被配置為保持由計數(shù)電路153-0得到的計數(shù)結果。判定結果整合電路151-1包含:寄存器152-1,其被配置為保持通過傳輸線141-1傳輸?shù)呐卸ㄖ担挥嫈?shù)電路153-1,其被配置為對由寄存器152-1所保持的值進行計數(shù);和存儲器154-1,其被配置為保持由計數(shù)電路153-1得到的計數(shù)結果。在該實施例中,判定結果整合電路151-0的計數(shù)電路153-0由多個感測電路121-00、121-01、…所共享。判定結果整合電路151-1的計數(shù)電路153-1由多個感測電 路121-10、121-11、…所共享。
      [0065][像素的配置示例]
      [0066]如上文所描述的,每一個像素PX包含光電轉換器件和放大器器件,并且響應于光子入射輸出電信號。作為圖像拾取器件的CMOS圖像傳感器100具有使像素PX復位的功能和從像素PX中進行讀取的功能,并且被允許在任意定時執(zhí)行復位和讀取。在復位中,像素PX被復位至其中光子不入射于其上的狀態(tài)。每一個像素PX可以優(yōu)選地在其光接收表面上包含透鏡和濾色器。下面將描述像素的示例配置。
      [0067]圖4是圖示根據該實施例的像素的電路配置示例的示圖。圖4圖示其中一個單位像素PX包含三個晶體管的像素電路的示例,。
      [0068]一個單位像素PX包含作為光電轉換器件的光電二極管111、復位晶體管113和作為放大器器件的放大器晶體管114。像素PX包含存儲節(jié)點115和浮動擴散(FD)節(jié)點116。
      [0069]傳輸晶體管112的柵極電極連接至傳輸線117,并且復位晶體管3的柵極電極連接至復位線118。放大器晶體管114的柵極電極連接至FD節(jié)點116,并且放大器晶體管114的源極連接至輸出信號線131。FD節(jié)點116用作放大器晶體管114的輸入節(jié)點。
      [0070]在像素PX中,入射到像素的硅基底上的光生成電子空穴對,并且通過光電二極管111將在電子空穴對中的電子積聚在節(jié)點115中。當在預定定時接通傳輸晶體管112時,電子傳輸至節(jié)點116以便驅動放大器晶體管114的柵極。由此,讀取信號電荷作為到輸出信號線131的信號。
      [0071]輸出信號線131可以通過恒流源或電阻器件被接地以便進行源極跟隨操作,或者可以在讀取之前暫時地接地然后被轉至浮動狀態(tài)以便通過放大器晶體管114輸出電荷電平。
      [0072]與傳輸晶體管112的接通同時地接通復位晶體管113,以便將積聚在光電二極管111中的電子汲取至電源,由此將像素復位至積聚之前的暗狀態(tài),也就是其中光子不入射于其上的狀態(tài)。要注意的是,在圖4中,PS表示用于復位和源極跟隨器的電源,并且,例如可以將3V供應至電源PS。
      [0073]這樣的像素PX的基本電路或運行機構(驅動部件)類似于典型的像素,并且像素PX可以具有變形。但是,與典型的像素相比較,在本實施例中采用的像素被設計具有極高的轉換效率。對此,配置源極跟隨器的放大器晶體管114的輸入節(jié)點116的寄生電容可以優(yōu)選地盡可能小,并且從單光子獲得的輸出信號可以優(yōu)選地比放大器晶體管114的隨機噪聲大足夠多。
      [0074]圖5是圖示像素布局的示例的示圖。在圖5中,對角線表示晶體管的柵極電極,并且虛線表示金屬布線。
      [0075]放大器晶體管114的輸入節(jié)點116由夾在傳輸晶體管112和復位晶體管113之間的擴散層部件、放大器晶體管114的柵極部件和它們之間的布線部件構成;然而,布置這些部件中的每一個以便具有最小面積。此外,在減小放大器晶體管114的漏極寬度的情況下,用與作為源極輸出的信號線131相連接的布線來平面地覆蓋節(jié)點116的大部分。因為源極跟隨器的(在信號線131側上的)輸出關于來自輸入節(jié)點116的輸入具有接近I的增益,所以它們之間的實際寄生電容極小。因此,通過采用這樣的屏蔽配置使得節(jié)點116的寄生電容最小化,并且允許很大地增加轉換效率。
      [0076]例如,在轉換效率增大至600 μ v/e-的情況下,信號量足夠大于放大器晶體管114的隨機噪聲,并且相應地,原則上允許檢測單光子。在這種情況下,當對在單位曝光時段內光子是否入射進行二值判定以便執(zhí)行時分光子計數(shù)時,允許在放大器晶體管114和后面器件中生成的噪聲降低到基本上為零。
      [0077]替換地,這樣的像素允許在例如具有大約3V電源電壓的光電二極管(I)中積聚大約IOOOe-的電量。盡管此時的輸出是具有0.6V運行范圍的模擬輸出,每一個電子的信號比現(xiàn)有技術中的信號大十倍;因此,在放大器晶體管114、探測器等上的隨機噪聲的影響降低至1/10,并且像素適合在低光照度情況下的圖像拾取。
      [0078]換言之,只要轉換效率足夠高,這樣的包含光電轉換器件和放大器器件的像素PX的輸出可以被處理為二進制數(shù)據或具有灰度級的模擬數(shù)據。另一方面,在這些像素中,在圖像拾取的單個周期中的檢測光量的上限是小的。換言之,在圖像拾取的動態(tài)范圍中存在問題。為了改進這一點,有效的是,在增加圖像信號的讀取速度以便增加幀頻的同時,整合讀取的多個周期的結果。例如,當通過1023次執(zhí)行曝光和讀取所得到的二值判定的結果被整合時,獲得10位的灰度級。此外,即使在積聚電子的最大數(shù)目是IOOOe-的情況下,通過執(zhí)行16次曝光和讀取所得到的結果的整合等于16000e-的積聚。
      [0079]圖6是圖示在根據第一實施例的感測電路中的AD轉換器件的配置示例的示圖。
      [0080]AD轉換器件300包含比較器301、計數(shù)器302、偏移偏置施加部件303、用于輸入參考信號FRF的參考端TREF以及電容Cl和C2。
      [0081]偏移偏置施加部件303由開關SW11、電容Cll和C12、向其施加偏移偏置OFFSET的偏置端T0FFSET以及節(jié)點NDll和ND12構成偏移。
      [0082]在比較器301中,非倒置輸入端(+)連接至輸出信號線131,在此處從單個像素PX輸出像素信號PX0UT,在所述非倒置輸入端和單個像素之間具有電容Cl。在比較器301中,倒置輸入端(一)連接至位于參考信號REF的供應線上的偏移偏置施加部件303的節(jié)點ND12,在所述倒置輸入端和所述偏移偏置施加部件之間具有電容C2。計數(shù)器302級聯(lián)至比較器301的輸出。在偏移偏置施加部件303中,節(jié)點NDll連接至參考信號REF的供應線,并且電容Cll連接在節(jié)點NDll和ND12之間。此外,開關SWll的端a和b連接在節(jié)點NDll和ND12之間,以便允許將電容Cll旁路。此外,電容C12連接在偏置端TOFFSET和節(jié)點ND12之間。
      [0083]比較器301比較像素信號PXOUT和參考信號REF。
      [0084]計數(shù)器302具有時鐘門功能,例如,其中在接收來自比較器301的輸出CMOUT時阻塞時鐘CTIN以便停止計數(shù)的功能。在根據該實施例的AD轉換器件300中,施加對于每一個比較器301而言特定的偏移偏置的偏移偏置施加部件303被添加至用于比較器301的參考信號REF的輸入端(倒置輸入端)。
      [0085]原則上,包含配備比較器301的感測電路121的CMOS圖像傳感器100通過下述過程以這種方式來執(zhí)行信號檢測。
      [0086](1-1)過程:首先,從選擇的像素PX中輸出第一信號PXOUTl。
      [0087](1-2)過程:接著,允許第一像素信號PXOUTl被抵消的電荷被保持在比較器301的一個或兩個輸入部件中。
      [0088](1-3)過程:接著,每一個比較器301的獨立偏移偏置被施加于比較器301的輸入部件中的一個,以便抵消比較器301的偏移。
      [0089](1-4)過程:接著,從選擇的像素中輸出第二像素信號PX0UT2。
      [0090](1-5)最后,在階梯式地改變參考信號REF的同時,將第二像素信號PX0UT2與參考信號REF相比較,并且執(zhí)行關于入射到像素上的光強度的數(shù)字判定。數(shù)字判定是關于光子是否入射的二值判定。
      [0091]要注意的是,上述第一像素信號PXOUTl和上述第二像素信號PX0UT2是與無信號積聚狀態(tài)相對應的像素的復位信號和反映由光電轉換所生成的積聚電荷的積聚信號中的一個和另一個。
      [0092]在根據該實施例的CMOS成像傳感器100中,通過在每一個比較器301中的下述順序的校準來得到偏移偏置。
      [0093](2-1)過程:首先,預定信號被施加于用于像素信號的輸入部件和用于參考信號REF的輸入部件中的每一個上。
      [0094](2-2)過程:接著,在比較器301的輸入部件中的一個或兩者中保持允許上述信號間的差抵消的電荷,以及
      [0095](2-3)過程:當以多個階梯將偏移偏置施加于比較器30的輸入部件之一上時,輸入信號中的兩者彼此相比較,由此確定對每一個比較器的偏移偏置。
      [0096]此外,在根據該實施例的CMOS圖像傳感器100中,在上述(1_3)和(1_5)過程中,可以執(zhí)行下述處理。在(1-3)過程中,在施加偏移偏置之后,階梯式地消除參考電勢以測量用于比較器的倒置定時。然后,在(1-5)過程中的判定過程中,以相同的階梯消除該參考電勢以測量用于比較器301的倒置定時,并且從所述倒置定時之間的差導出光強度。
      [0097]在包含比較器301的AD轉換器件300中,為了通過參考信號REF降低或去除針對比較器301的偏移的消除時間,將用于抵消特定于每一個比較器301的偏移的偏置施加于在每一個比較器301 —側上的輸入。
      [0098]圖7是圖示在圖6中的AD轉換器件的運行波形的示例的示圖。下文中將參考圖7描述圖6中的AD轉換器件的特定運行步驟。
      [0099][定時Tl][0100]在定時Tl,將脈沖供應至在圖4的像素PX中的復位晶體管113的柵極,并且從像素PX輸出在復位電平處的信號PX0UT。
      [0101][定時 T2]
      [0102]在定時T2,比較器301的輸入級保持用于抵消上述復位信號的電荷以執(zhí)行所謂的⑶S(相關雙采樣)。例如,在專利文獻(日本未審查專利申請第2008-193373號)中,在“自動調零”過程中,比較器301的輸入和內部節(jié)點短路,并且電荷分布于輸入節(jié)點301_P和301_R之間以便允許到比較器301的兩個輸入都被平衡,并且電荷然后保持在輸入節(jié)點301_卩和301_R中。要注意的是,形成參考信號REF2之處的中間節(jié)點ND12可以在該運行期間例如通過接通開關SWll來被優(yōu)選地復位至某一偏置狀態(tài)。
      [0103][定時T3]
      [0104]在定時T3,特定于每一個比較器301的偏移偏置OFFSET被施加于偏移端TOFFSETo偏移偏置OFFSET的幅值通過稍后描述的校準來確定,并且是允許比較器301的偏移被抵消的幅值。理想地,在在定時T2處執(zhí)行偏移的抵消的點,比較器301的輸入處于真正的平衡狀態(tài)。
      [0105][定時T4]
      [0106]在定時T4,某一共同偏移在負信號方向上被施加于端TREF,以平衡比較器301到一側的輸出。另一方面,脈沖被施加于圖4中的像素PX中的傳輸晶體管112的柵極,并且從像素PX輸出像素信號PXOUT。
      [0107][定時T5]
      [0108]在定時T5,在將階梯式脈沖供應至參考端TREF的同時,與階梯式脈沖同步的脈沖被供應至計數(shù)器302以便允許計數(shù)器302運行。
      [0109][定時T6]
      [0110]在定時T6,當在節(jié)點ND 12處的參考信號REF2的電平超出了在定時T3處相對于像素信號PXOUT的平衡狀態(tài)時,比較器301的輸出CMOUT被倒置。相應地,計數(shù)器302停止運行,并且保持狀態(tài)。以這種方式獲得的計數(shù)器302的輸出值線性地反映了在像素信號PXOUT(第二像素信號PX0UT2)和復位信號(第一像素信號PXOUTl)之間的差。
      [0111]在該實施例中,通過在定時T3施加于偏移端TOFFSET的偏移偏置0DDSET,來校正通過每一個比較器301的偏置所引起的在倒置定時中的變化。
      [0112]圖8是圖示在其中不提供偏移偏置施加部件的情況下AD轉換器件的運行波形的示圖。為了清楚地說明其中提供偏移偏置施加部件的本實施例的效果,圖示在如下情況下的運行波形:AD轉換器件通過直接連接圖6中的參考信號REF2來運行的節(jié)點ND12形成至端TREF,而不通過偏移偏置執(zhí)行這樣的校正。
      [0113]不像本實施例,在不執(zhí)行通過偏移偏置的上述校正的情況下,在圖8的定時T4b處,需要施加大電勢以便允許供應到節(jié)點ND12(REF2)的共同偏移覆蓋。例如,在一些mV的偏移在比較器301中期待的情況下,除非供應了充分超出該偏移的共同偏移,否則所有比較器的輸出不允許被平衡至一側。典型地,為了消除參考信號REF,除了對于像素信號檢測本來需要的范圍之外,還需要覆蓋如上述偏移兩倍大的范圍(對應于在正側和負側上的變化),并且相應地,需要過量的計數(shù)。例如,在專利文獻(日本未審查專利申請第2006-20173號)或專利文獻(日本未審查專利申請第2008-193373號)中,通過從過量計數(shù)中減去通過光屏蔽像素或無信號的校準而獲得的計數(shù)值,來執(zhí)行偏移校正。然而,在這些情況下,仍然需要上述過量計數(shù)。
      [0114]另一方面,當采用本實施例的技術時,允許在定時T4的共同偏移通過在定時T3施加偏移偏置來很大地降低,并且與每一個比較器301的偏移相關聯(lián)的參考信號的消除范圍和計數(shù)數(shù)目的冗余是不需要的。因此,尤其在單光子信號的二值判定中或在低照度信號的檢測中,讀取過程很大地縮短,并且速度的增加和幀速率的增加時可能的。
      [0115]上述AD轉換器件是本實施例中采用的最簡單的AD轉換器件的示例。
      [0116]圖9是圖示根據本實施例校準偏移偏置的示例的示圖。下文中將參考圖9描述偏移偏置的校準的示例。在該情況下,像素輸出PXOUT和參考信號REF是固定的,而施加于偏移端TOFFSET的偏移偏置OFFSET相對于無信號而言以多個階梯改變,以導出在從比較器301的輸出狀態(tài)中倒置時的偏移偏置。
      [0117][定時Tll]
      [0118]在定時T11,比較器301的輸入級保持用于以類似讀取像素信號時的方式執(zhí)行所謂的⑶S的電荷以便平衡用于像素信號PXOUT的輸入側和用于參考信號REF的輸入側。在該運行期間例如通過接通開關SWll來將中間節(jié)點ND 12 (REF2)復位至某一偏置狀態(tài)。
      [0119][定時T12]
      [0120]在定時T12,某一共同偏移在負信號方向上被供應到偏移端T0FFSET,以平衡到一側的比較器301的輸出。
      [0121][定時T13]
      [0122]在定時T13,偏移偏置OFFSET的偏置以階梯式的方式以多個階梯改變。
      [0123][定時T14]
      [0124]在定時T14,當比較器301的輸出被倒置時偏移偏置OFFSET的偏置值Λ VOFF被看作針對每一個比較器301的偏移偏置。存儲針對每一個比較器301的偏移量,并且在讀取像素信號的過程中,偏移量被施加于偏移端TOFFSET。
      [0125]要注意的是,在在像素讀取中高速地消除參考信號REF的情況下,除了比較器301的上述偏移之外,在每一個比較器301的倒置延遲中的變化和在參考信號REF的發(fā)送中的延遲被疊加為其他固定的噪聲。作為針對這樣的噪聲的措施,在節(jié)點ND12 (REF2)和節(jié)點NDll (REF)之間的耦合電容與在節(jié)點ND 12 (REF2)和圖6的端TOFFSET之間的耦合電容被均衡。然后,在圖9的校準中的偏移偏置OFFSET的偏置值沿著與在圖7的像素讀取中參考信號REF的階梯消除的梯度相同的梯度進行改變。相應地,噪聲允許與比較器301的偏移的抵消一起被抵消。
      [0126]圖10 (A)和(B)是圖不根據本實施例被配置為生成偏移偏置的偏移偏置生成電路的配置示例的示圖。接下來,下文中將參考圖10 (A)和(B)描述偏移偏置生成電路的配置示例。在這些電路的每一種中,布置被配置為保持由校準所確定的偏置量的存儲部件。
      [0127]在圖10 (A)中的偏移偏置生成電路310A由源極跟隨器SF21、開關SW21和SW22、電容C21和電源V21所構成。
      [0128]在該偏移偏置生成電路310A中,通過源極跟隨器SF21來供應偏置。換言之,通過將偏移偏置OFFSET的輸出從與作為偏移偏置的參考電平連接到電源V21的固定電源端BSLEV切換至源極跟隨器SF21的輸出。在校準中,源極跟隨器SF21的輸入被連接至對于其間具有開關SW21的各個比較器而言是共同的偏移偏置供應端TOFFSET_SRC,并且從OFFSET_SRC供應多個偏置階梯。當在圖9中的上述定時T14處倒置比較器301的輸出時,開關SW21斷開,并且此時的偏移的偏置量被存儲為電容C21中的電荷。
      [0129]在圖10 (B)中的偏移偏置生成電路310B由固定電壓供應線0FFSET_[1]至[3]、固定電壓供應端BSLEV、包含開關SW23至SW26的開關組SWG和選擇電路SEL21構成。
      [0130]在該偏移偏置生成單元310B中,多個偏置階梯被提前供應至對于各自比較器而言共同的固定電壓供應線0FFSET_[1]至[3]。通過從開關組SWG中選擇一個開關以將偏移偏置OFFSET的輸出從作為偏移偏置參考電平的固定電壓供應端BSLEV切換至0FFSET_[1]至[3]中的一個,從而生成偏置。在校準中,通過相繼地選擇固定電壓供應線0FFSET_[1]至[3],來供應多個偏置階梯。當在圖9的上述定時T14處倒置比較器301的輸出時,此時的選擇狀態(tài)被存儲在選擇電路SEL21的寄存器中,并且由此存儲偏置量。
      [0131]此外,借助與偏移偏置生成電路310B類似的選擇電路以及開關,電容可以并排地布置在各個開關的輸出側上,并且利用電容的耦合來生成偏移偏置。
      [0132]順便提及,在AD轉換器件中,包含在每次讀取中隨機生成的噪聲分量,并且其只有通過施加上述偏移偏置才允許被抵消。例如,在電荷在圖2的定時T2處被保持在比較器301的輸入部件中用于⑶S的情況下,在實際上增加了與保持容量(retention capacity)相關的kTC噪聲,并且該kTC噪聲引起生成極小隨機偏移。這樣的隨機偏移允許通過附加地消除參考電勢以便在施加上述偏移偏置之后抵消剩余的偏移而被完全地抵消。此外,在此時,由校準生成的確定偏移量中的錯誤允許被同時校正。
      [0133]圖11是圖示在根據本實施例在AD轉換器件中從一行到另一行地執(zhí)行錯誤校正的情況下的運行波形的示例的示圖。
      [0134]AD轉換器件的電路配置類似于圖6中的電路配置。在這種情況下,在通過施加偏移偏置來校正比較器301的偏移之后,通過附加地消除參考信號REF,比較器的錯誤分量和隨機噪聲分量等在此時被校正和抵消。
      [0135][定時T21]
      [0136]在定時T21,脈沖被供應至圖4的像素PX中的復位晶體管113的柵極,并且從像素PX輸出在復位電平處的信號PX0UT。
      [0137][定時T22]
      [0138]在定時T22,比較器301的輸入級保持用于抵消上述復位信號的電荷以執(zhí)行所謂的⑶S。要注意的是,在該運行期間,例如通過接通開關SW11,可以優(yōu)選地將中間節(jié)點ND12(在此處形成參考信號REF2)復位至某一偏置狀態(tài)。
      [0139][定時T23]
      [0140]在定時T23,特定于每一個比較器301的偏移偏置OFFSET被施加于偏移端TOFFSEto偏移偏置OFFSET的幅值由稍后描述的校準來確定,并且是允許比較器301的偏移被抵消的幅值。理想地,在定時T22處執(zhí)行對偏移的抵消的點,比較器301的輸入處于真正平衡狀態(tài);然而,在比較器301側或校準中生成的隨機噪聲中的錯誤作為極小的偏移分量殘留下來。
      [0141][定時T24]
      [0142]在定時T24,某一共同偏移在負信號方向上被供應至端TREF,以平衡比較器301到一側的輸出。
      [0143][定時 T25]
      [0144]在定時T25,在第一階梯式脈沖被供應至端TREF的同時,與階梯式脈沖同步的脈沖被供應至計數(shù)器302以便允許計數(shù)器302向下計數(shù)。當比較器301的輸出被倒置時,計數(shù)器302相應地停止運行,并且狀態(tài)被維持。
      [0145][定時T26]
      [0146]在定時T26,端TREF返回至在定時T24處的狀態(tài)。在此時,比較器301的輸出也返回至在定時T24處的狀態(tài)。另一方面,脈沖被供應至圖4的像素PX中的傳輸晶體管112的柵極,并且從像素PX輸出像素信號PXOUT。
      [0147][定時T27]
      [0148]在定時T27,在第二階梯式脈沖被供應至端TREF的同時,與階梯式脈沖同步的脈沖被供應至計數(shù)器302以便允許計數(shù)器302向上計數(shù)。
      [0149][定時T28]
      [0150]在定時T28,比較器301的輸出CMOUT被倒置,并且相應地,計數(shù)器302停止運行,并且狀態(tài)被維持。以這種方式獲得的計數(shù)器302的輸出值線性地反映了在從像素PX輸出的像素信號PX0UT2和復位信號PXOUTl之間的差。
      [0151]在這種情況下,在與在定時T25處用于校正的消除相關聯(lián)的消除時間上的增加被疊加的情況下,相應地改善了信號檢測的精確性。此外,因為提前在定時T23在每一個比較器301上執(zhí)行偏移偏置的校正,所以與不執(zhí)行偏移偏置的情況相比較,在定時T24處僅僅需要極小的共同偏移,并且所有需要的時間被大大縮短。
      [0152]順便提及,偏移偏置的校準執(zhí)行的定時具有各種選擇,諸如當供電時和在每一幀中。此外,當以大階梯執(zhí)行校準時,有效的是結合用于校正的參考信號的上述消除,在每次讀取中執(zhí)行校準。
      [0153]圖12是圖示在根據本實施例在AD轉換器件中從一行到另一行地執(zhí)行偏移校準的情況下的運行波形的示例的圖。
      [0154][定時T31]
      [0155]在定時T31,脈沖供應至圖4的像素PX內的復位晶體管113的柵極,并且從像素PX輸出處于復位電平的信號PX0UT。
      [0156][定時T32]
      [0157]在定時T32,比較器301的輸入級保持用于抵消上述復位信號的電荷以執(zhí)行所謂的CDS。要注意的是,中間節(jié)點ND12 (在此處形成參考信號REF2)可以在該運行期間優(yōu)選地復位至某一偏置狀態(tài),例如通過接通開關SWll來實現(xiàn)。
      [0158][定時T33]
      [0159]在定時T33,通過在定時T33至T34的校準過程,特定于每一個比較器301的偏移偏置Λ VOFF被施加于偏移端T0FFSET。首先,某一共同偏移被施加以便平衡比較器301到一側的輸出。
      [0160][定時Τ34]
      [0161]在定時Τ34,偏移偏置OFFSET的偏置以階梯式的方式以多個階梯改變。當比較器301的輸出被倒置時,偏移偏置OFFSET的偏置值Λ VOFF被看做每一個比較器301的偏移偏置。校準過程本質上相當于在每次讀取中執(zhí)行圖9中的校準的校準過程。
      [0162][定時 T35]
      [0163]在定時T35,某一共同偏移在負信號方向上施加于端TREF,并且比較器301的輸出被再次倒置。
      [0164][定時T36]
      [0165]在定時T36,在第一階梯式脈沖被供應至端TREF的同時,與階梯式脈沖同步的脈沖被供應至計數(shù)器302以便允許計數(shù)器302向下計數(shù)。當比較器301的輸出被倒置時,計數(shù)器302相應地停止運行,并且狀態(tài)被維持。
      [0166][定時T37]
      [0167]在定時T37,端TREF返回至在定時T35處的狀態(tài)。在此時,比較器301的輸出也返回至在定時T35處的狀態(tài)。另一方面,脈沖被供應至圖4的像素PX內的傳輸晶體管112的柵極,并且從像素PX輸出像素信號PXOUT。
      [0168][定時T38]
      [0169]在定時T38,在第二階梯式脈沖被供應至端TREF的同時,與階梯式脈沖同步的脈沖被供應至計數(shù)器302以便允許計數(shù)器302向上計數(shù)。
      [0170][定時T39]
      [0171]在定時T39,比較器301的輸出CMOUT被倒置,并且相應地,計數(shù)器302停止運行,并且狀態(tài)被維持。以這種方式獲得的計數(shù)器302的輸出值線性地反映了在從像素PX輸出的像素信號PX0UT2和復位信號PXOUTl之間的差。
      [0172]在該技術中,除了比較器301的偏移的抵消之外,例如,當在定時T32處保持電荷時,在AD轉換器側生成的kTC噪聲等最終幾乎完全被抵消。比較器中生成的隨機噪聲的低頻分量等也被抵消,因此,隨機噪聲的影響保持最小。此外,在定時T34,提前以大階梯抵消比較器301的偏移;因此,在定時T36僅消除偏移的校正部分,并且必要階梯數(shù)目允許被很大地降低。例如,當在N個階梯(N > I)中執(zhí)行偏移偏置的校準時,在T106處參考信號REF的必要階梯數(shù)目可以是典型的必要階梯數(shù)目的1/N。
      [0173]圖13是圖示在根據本實施例在AD轉換器件中從一行到另一行地執(zhí)行偏移校準的情況下運行波形的另一示例的示圖。圖13圖示其中在逆偏置方向上執(zhí)行偏移偏置的校準的示例。在在每次讀取時執(zhí)行校準的情況下,由此簡化了部分步驟。
      [0174][定時T41]
      [0175]在定時T41,脈沖供應至圖4的像素PX內的復位晶體管113的柵極,并且從像素PX輸出在復位電平處的信號PX0UT。
      [0176][定時T42]
      [0177]在定時T42,比較器301的輸入級保持用于抵消上述復位信號的電荷以執(zhí)行所謂的CDS。要注意的是,中間節(jié)點ND12 (在此處形成參考信號REF2)可以在該運行期間優(yōu)選地復位至某一偏置狀態(tài),例如通過接通開關SWll來實現(xiàn)。
      [0178][定時T43]
      [0179]在定時T43,通過在定時T43至T44的校準過程,特定于每一個比較器301的偏移偏置Λ VOFF被施加于偏移端T0FFSET。首先,某一共同偏移被施加以平衡比較器301到一側的輸出。[0180][定時T44]
      [0181]在定時T44,偏移偏置OFFSET的偏置以階梯式的方式以多個階梯改變。當比較器301的輸出被倒置時,偏移偏置OFFSET的偏置值Λ VOFF被看做每一個比較器301的偏移偏置。校準過程本質上相當于其中在每次讀取中執(zhí)行圖9中的校準的校準過程。在與圖12中的偏置方向相反的偏置方向上執(zhí)行該示例中的校準,并且比較器301的輸出被設置到適于消除下一參考信號REF的一側;因此,不需要倒置比較器301的輸出。
      [0182][定時Τ45]
      [0183]在定時Τ45,在第一階梯式脈沖被供應至端TREF的同時,與階梯式脈沖同步的脈沖被供應至計數(shù)器302以便允許計數(shù)器302向下計數(shù)。當比較器301的輸出CMOUT被倒置時,計數(shù)器302相應地停止運行,并且狀態(tài)被維持。
      [0184][定時Τ46]
      [0185]在定時Τ46,端TREF返回至在定時Τ45處的狀態(tài)。在此時,比較器301的輸出CMOUT也返回至在定時Τ4處的初始狀態(tài)。另一方面,脈沖被供應至圖4的像素PX內的傳輸晶體管112的柵極,并且從像素PX輸出像素信號PXOUT。
      [0186][定時Τ47]
      [0187]在定時Τ47,在第二階梯式脈沖被供應至端TREF的同時,與階梯式脈沖同步的脈沖被供應至計數(shù)器302以便允許計數(shù)器302向上計數(shù)。
      [0188][定時Τ48]
      [0189]在定時Τ48,比較器301的輸出CMOUT被倒置,并且相應地,計數(shù)器302停止運行,并且狀態(tài)被維持。以這種方式獲得的計數(shù)器302的輸出值線性地反映了在從像素PX輸出的像素信號PX0UT2和復位信號PXOUTl之間的差。
      [0190]原則上,基于圖4中的像素PX描述上述技術中的每一個。像素PX不局限于圖4中的配置,并且例如可以采用圖14中的配置,并且本技術可以應用于這些像素。
      [0191]圖14是圖示根據第一實施例的像素的電路配置的另一示例的示圖。
      [0192]在圖14中的像素PXc本質上由光電二極管Illc和放大器晶體管114c構成。通過對位于放大器晶體管114的基底側上的電勢借助像素的積聚電荷進行調制,該像素PX2獲得輸出信號。像素PXc在節(jié)點115c中積聚由光電二極管Illc的光電轉換生成的電荷(在本情況下,使用空穴),并且通過調制放大器晶體管114c的基底偏置來調制像素PXc的輸出。
      [0193]在這樣的像素PXc中,積聚的電荷大批地(in a bulk)持續(xù)留在深電勢部件(de印potential section)中,并且并不被基底表面上的電荷陷講(charge trap)容易地捕獲;因此,存在在極小電荷的處理中像素PXc是有利的可能性。此外,可以通過完全地耗盡節(jié)點115c以使節(jié)點115c變至復位狀態(tài),來使得可以防止kTC噪聲的生成。
      [0194]在信號讀取中,首先讀取處于積聚狀態(tài)中的信號,并且然后將高電壓施加至電源驅動線PSD1、PSD2等以便從基底側排出節(jié)點115c的電荷,由此將像素變至復位狀態(tài)。這之后,重新讀取信號,并且通過獲得在該讀取中的信號和在先前讀取中的信號之間的差來抵消通過放大器晶體管114等的閾值中的變化所引起的偏移分量,從而導出在像素中的凈積聚信號。換言之,積聚信號和復位信號的讀取順序與典型順序是相反的。
      [0195]還在這樣的像素中,例如,在應用本技術的同時,允許利用具有與圖6中電路配置相類似的電路配置的AD轉換器件來進行信號檢測。在這種情況下,首先從像素中輸出積聚信號,然后在執(zhí)行DCS之后輸出復位信號。
      [0196]圖15是圖示在應用圖14中的像素的情況下與圖7中的示例相對應的運行波形的示圖。在這種情況下運行波形如下。
      [0197][定時 T51]
      [0198]在定時T51,脈沖供應至圖14的像素PXc內的放大器晶體管114c的柵極,并且從像素PXc輸出積聚信號PXOUT。
      [0199][定時T52]
      [0200]在定時T52,比較器301的輸入級保持用于抵消上述積聚信號的電荷以執(zhí)行所謂的 CDS。
      [0201][定時T53]
      [0202]在定時T53,特定于每一個比較器301的偏移偏置OFFSET被施加于偏移端TOFFSEto偏移偏置OFFSET的幅值通過校準來被確定,并且是允許比較器301的偏移被抵消的幅值。理想地,在定時T52處執(zhí)行偏移的抵消時,比較器3010的輸入處于真正平衡狀態(tài)。
      [0203][定時T54]
      [0204]在定時T54,某一共同偏移被施加于端TREF以平衡比較器301到一側的輸出。另一方面,高壓脈沖從電源驅動線PSDl和PSD2供應至圖14的像素PXc中的放大器晶體管114c的柵極和漏極。相應地,在基底側上的節(jié)點115c內積聚的空穴被排出,并且從像素PXc輸出復位信號PXOUTI。
      [0205][定時T55]
      [0206]在定時T55,在階梯式脈沖被供應至端TREF的同時,與階梯式脈沖同步的脈沖被供應至計數(shù)器302以允許計數(shù)器302運行。
      [0207][定時T56]
      [0208]在定時T56,當在中間節(jié)點ND12中的參考信號REF2的電平超出在定時T53相對于像素信號PXOUT的平衡狀態(tài)時,比較器301的輸出CMOUT被倒置。相應地,計數(shù)器302停止運行,并且狀態(tài)被維持。以這種方式獲得的計數(shù)器302的輸出值線性地反映了在從像素PXc輸出的復位信號PXOUTl和像素信號PX0UT2之間的差。
      [0209]換言之,在如圖14中圖示的像素中,在定時T55至T56,在AD轉換中的實際模擬信號輸入的極性只是正的;因此,本技術可以容易地與像素相適應,通過諸如將在AD轉換中所應用的參考信號REF的脈沖的極性倒置之類的變動來實現(xiàn)。
      [0210]接下來,下文中將描述由多個像素PX共享感測電路121的AD轉換器件的配置作為第二實施例。
      [0211](3.第二實施例)
      [0212]圖16是圖示根據第二實施例的CMOS圖像傳感器(圖像拾取器件)的配置示例的示圖。
      [0213]在根據第一實施例的CMOS圖像傳感器100中,像素PX和感測電路121在一對一的基礎上彼此對應。然而,由像素PX占據的面積和由感測電路121占據的面積并不必然彼此相等。此外,在兩個基底的層壓中,具有大電路規(guī)模的計數(shù)電路或存儲器可以布置在像素陣列區(qū)域之外;因此,當需要高速地從每一個感測電路121長距數(shù)據傳輸時,兩個基底的層壓可能受限在布局中。根據第二實施例的CMOS圖像傳感器IOOA通過由多個像素共享一個感測電路(AD轉換器件)為上述問題提供靈活的解決方案。然后,在根據該實施例的CMOS圖像傳感器100A中,由多個像素共享AD轉換器件的放大器(列放大器304)。
      [0214]在CMOS圖像傳感器100A中,像素陣列部件IlOA包含以矩陣形式沿著行方向和列方向布置的多個像素PX。然后,像素塊160-0至160-3、…的每一個由在同一列中的多個像素PX和選擇電路所構成。
      [0215]CMOS圖像傳感器100A包含行驅動電路170和行控制線組180,所述行驅動電路170被配置為驅動像素陣列部件IIOA的像素PX從而將像素PX的電信號輸出至輸出信號線131。
      [0216]CMOS圖像傳感器100A包含電路塊200,其被配置為在通過輸出信號線131發(fā)送的電信號上執(zhí)行二值判定并且多次整合來自每一個像素的判定結果以便生成具有灰度級的二維圖像拾取數(shù)據。在電路塊200中,布置感測電路部件120A和判定結果整合電路部件150A。
      [0217]在感測電路部件120A中,與像素陣列部件110A的像素塊160_0至160_3相對應地分別布置感測電路121-0、121-1、121-2、121-3、…。
      [0218]感測電路121-0的輸入被連接至向其連接形成像素塊160-1的所有像素ΡΧ-00和PX-10至(PX-150)的輸出的輸出信號線131-0。換言之,一個感測電路121-1由多個像素PX-OO 至(PX-150)所共享。
      [0219]感測電路121-1的輸入被連接至向其連接形成像素塊160-1的所有像素PX-01和PX-1l至(PX-151)的輸出的輸出信號線131-1。換言之,一個感測電路121-1由多個像素PX-01 至(PX-151)所共享。
      [0220]感測電路121-2的輸入被連接至向其連接形成像素塊160-2的所有像素PX-02和PX-12至(PX-152)的輸出的輸出信號線131-2。換言之,一個感測電路121-2由多個像素PX-02 至(PX-152)所共享。
      [0221]感測電路121-3的輸入被連接至向其連接形成像素塊160-3的所有像素PX-03和PX-13至(PX-153)的輸出的輸出信號線131-3。換言之,一個感測電路121-3由多個像素PX-03 至(PX-153)所共享。
      [0222]在感測電路部件120A中,布置感測電路以便由未圖示的每一個其他像素塊的多個像素所共享。
      [0223]判定結果整合電路部件150A具有如下功能:多次整合由感測電路121-1至121_3所得到的來自每一個像素的判定結果以便生成具有灰度級的二維圖像拾取數(shù)據。判定結果整合電路部件150A包含寄存器152A-0至152A-3、選擇電路155、計數(shù)電路153A和存儲器154A。
      [0224]寄存器152A-0至152A-3分別保持經過傳輸線141A-0至141A-3所傳輸?shù)膶袦y電路121-0至121-3的判定值。
      [0225]選擇電路155相繼地選擇寄存器152A-0至152A-3的輸出,并且將由寄存器152A-0至152A-3所 保持的判定值供應至計數(shù)電路153A。
      [0226]計數(shù)電路153A相繼地在要通過選擇電路155選擇以讀取的行內的多個像素(在該示例中,4個像素)的判定值上執(zhí)行計數(shù)過程,并且將用于每一個像素的計數(shù)結果保存在存儲器154A中。
      [0227]將先前讀取時的像素數(shù)據從存儲器154A中加載至計數(shù)電路153A。
      [0228]根據第二實施例的判定結果整合電路部件150A包含一個計數(shù)電路153A,并且該計數(shù)電路153A由多個寄存器152A-0至152A-3所共享。換言之,在根據第二實施例的CMOS圖像傳感器100A中,計數(shù)電路153A由多個感測電路121A-0至121A-3所共享。
      [0229]圖17是圖示根據第二實施例在感測電路中的AD轉換器件的配置示例的示圖。圖18是圖示根據第二實施例的像素的電路配置的示例的示圖。
      [0230]在圖17中的AD轉換器件300A是其中AD轉換器件連接至多個像素的配置示例。在這種情況下,在像素陣列PXA (圖16中的像素塊160)中,例如,如圖19中示出的那樣,具有高轉換效率的像素PX-O至PX-3連接至相同的輸出信號線131,其間具有選擇晶體管119。選擇晶體管119的柵極連接至選擇控制線LSL。
      [0231]在圖17中,AD轉換器件300A可以例如包含列放大器304、開關305,并且除了 AD轉換器件(ADC) 300之外,還可以包含加法器306和存儲器307。
      [0232]ADC300可以例如是圖6中圖示的AD轉換器件,并且從低光照度信號中產生二進制輸出或多位灰度級輸出。
      [0233]列放大器304擁有具有G > I的增益的放大功能。通過放大像素信號,列放大器304相對地降低在AD轉換器側的偏移或隨機噪聲。在后續(xù)階段通過CDS來抵消列放大器具有的偏移。由此,在第二實施例中,ADC300和列放大器304由多個像素所共享。
      [0234]存儲器307以數(shù)字形式保持每一個像素的光強度。來自所選擇像素的輸出信號被AD轉換至I位的或多位的灰度級,并且被輸出為輸出信號D0UT。從存儲器307中讀取與所選擇像素相對應的數(shù)據,并且ADC300的輸出信號DOUT的輸出被加法器306疊加至所述數(shù)據,并且來自加法器306的結果再次被保存在存儲器307中。
      [0235]此外,加法器306可以由多個ADC所共享。多種模式被看做圖像拾取單元的芯片配置,并且加法器306和存儲器307可以被安裝在圖像拾取芯片中,或者圖像拾取芯片可以輸出與輸出信號DOUT相對應的信號,并且加法器311和存儲器312可以被安裝在緊接圖像拾取芯片的信號處理芯片中。
      [0236]要注意的是,提出本技術以便減少引起AD轉換器件中出現(xiàn)的噪聲的檢測時間;因此,信號檢測所需的階梯凈數(shù)目越少,允許獲得越高的效果。在對單光子進行二值判定或檢測的情況下,獲得最高的效果。此外,在其中本技術的應用被限制于在低光照度中的圖像拾取的情況下獲得大的效果。
      [0237]如上所描述的,在該實施例中,為了通過參考信號REF降低或去除用于比較器偏移的消除時間,特定于每一個比較器的用于偏移抵消的偏置被施加于每一個比較器301的一側。換言之,在該實施例中,在讀取像素信號的過程中,首先,與復位信號相對應的電荷被保持以用于⑶S,并且然后特定于每一個比較器的偏移偏置被施加,并且這之后,進行對像素信號的讀取以便執(zhí)行信號檢測。此外,在該實施例中,在施加偏移偏置之后,參考信號REF的第一消除被執(zhí)行以便準確地得到偏移,并且在讀取像素信號之后進一步執(zhí)行第二消除,并且在這之間的差被檢測為像素信號。因此,在該實施例中,允許高速地以低噪聲和高精確性來檢測來自像素的極小信號或單光子信號,并且可以借助此通過增加幀速率來進行各種聞性能拍攝。[0238]根據上述實施例的每一個圖像拾取器件可以應用為數(shù)字相機和視頻相機的圖像拾取器件。
      [0239](3.相機系統(tǒng))
      [0240]圖19是圖示向其應用根據實施例的任意一種固態(tài)圖像拾取器件的相機系統(tǒng)的示例配置的示圖。
      [0241]如在圖19中圖示的,該相機系統(tǒng)400包含向其可以應用根據實施例的CMOS圖像傳感器(固態(tài)圖像拾取器件)100和100A中的任意一種的圖像拾取器件410。相機系統(tǒng)400包含光學系統(tǒng),其被配置為將入射光引導至(被配置為形成被攝體的圖像的)圖像拾取器件410的像素區(qū)域,例如,被配置為在圖像拾取平面上形成入射光(圖像光)的圖像的透鏡420。相機系統(tǒng)400還包含被配置為驅動圖像拾取器件410的驅動電路(DRV) 430和被配置為對圖像拾取器件410的輸出信號進行處理的信號處理電路(PRC) 440。
      [0242]驅動電路430包含(未示出的)定時生成器,其被配置為生成包括啟動脈沖和時鐘脈沖用于驅動在圖像拾取器件410中的電路的各種定時信號,并且所述驅動電路430通過預定定時信號來驅動圖像拾取器件410。
      [0243]此外,信號處理電路440在圖像拾取器件410的輸出信號上應用預定信號處理。由信號處理電路440處理的圖像信號被記錄在諸如存儲器之類的記錄介質上。通過打印機等來產生在記錄介質上記錄的圖像信息的硬拷貝。此外,由信號處理電路440處理的圖像信號作為移動圖像被顯示在由液晶顯示等構成的顯示器上。
      [0244]如上描述,在諸如數(shù)字靜態(tài)相機中,可以通過包含上述圖像拾取器件100或100A作為圖像拾取器件410來實現(xiàn)具有低功率消耗和高精確性的相機。
      [0245]要注意,本技術可以具有以下配置。
      [0246]( I) 一種圖像拾取裝置,其包含:
      [0247]像素陣列部件,其包含布置在陣列中的多個像素,每一個像素包含光電轉換器件、被配置為積聚通過光電轉換而生成的電荷的存儲部件、和被配置為輸出積聚的電荷作為電信號的放大器器件,所述像素中的每一個被配置為響應于光子入射而輸出電信號至輸出信號線;
      [0248]感測電路部件,其包含感測電路,所述感測電路中的每一個被配置為進行對來自所述像素的像素信號進行檢測的處理;和
      [0249]驅動部件,其被配置為在讀取時從所選擇像素中進行第一像素信號的讀取和第二像素信號的讀取,
      [0250]其中,所述第一像素信號和所述第二像素信號是與無信號積聚狀態(tài)相對應的像素的復位信號和反映通過光電轉換而生成的積聚電荷的積聚信號中的一個和另一個,
      [0251 ] 在所述感測電路部件中,所述感測電路中的每一個包含比較器,所述比較器被配置為將來自所述像素的輸出信號與參考信號相比較,并且
      [0252]當進行信號檢測時,在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許從所述所選擇像素中輸出的所述第一像素信號被抵消的電荷,用于每一個比較器的獨立偏移偏置被施加于所述比較器的輸入部件中的一個上以便抵消該比較器的偏移,并且通過將步進式變化的參考信號與從所述所選擇像素中輸出的第二像素信號進行比較來進行入射在像素上的光強度的數(shù)字判定。[0253]( 2 )根據(I)所述的圖像拾取器件,其中,
      [0254]通過校準,針對每一個比較器來確定所述偏移偏置,
      [0255]在所述校準中,預定的信號被施加于用于所述像素信號的輸入部件和用于所述參考信號的輸入部件中的每一個上,
      [0256]在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許信號間的差被抵消的電荷,并且
      [0257]當在多個步進中將偏移偏置施加于所述比較器的輸入部件中的一個上時,輸入信號中的兩者彼此相比較,以便確定用于每一個比較器的偏移偏置。
      [0258]( 3 )根據(I)或(2 )所述的圖像拾取器件,其中,
      [0259]在施加所述偏移偏置之后,所述感測電路部件通過步進式地消除參考電勢,測量用于所述比較器的倒置定時,并且
      [0260]在所述數(shù)字判定中,以相同的步進消除所述參考電勢以便測量用于所述比較器的倒置定時,并且從所述倒置定時之間的差中推導光強度。
      [0261](4)根據(I )到(3)的任一個所述的圖像拾取器件,其中,所述數(shù)字判定是關于光子是否入射的二值判定。
      [0262](5)根據(I)到(4)的任一個所述的圖像拾取器件,包含判定結果整合電路部件,被配置為多次整合來自每一個像素或每一個像素組的判定結果,從而生成具有灰度級的圖像拾取數(shù)據。
      [0263](6)—種相機系統(tǒng),其具備圖像拾取器件、光學系統(tǒng)和信號處理電路,所述光學系統(tǒng)被配置為在圖像拾取器件上形成被攝體的圖像,所述信號處理電路被配置為處理所述圖像拾取器件的輸出圖像信號,所述圖像拾取器件包含:
      [0264]像素陣列部件,其包含布置在陣列中的多個像素,每一個像素包含光電轉換器件、被配置為積聚通過光電轉換而生成的電荷的存儲部件、和被配置為輸出積聚的電荷作為電信號的放大器器件,所述像素中的每一個被配置為響應于光子入射而輸出電信號至輸出信號線;
      [0265]感測電路部件,其包含感測電路,所述感測電路中的每一個被配置為進行對來自所述像素的像素信號進行檢測的處理;和
      [0266]驅動部件,其被配置為在讀取時從所選擇像素中進行第一像素信號的讀取和第二像素信號的讀取,
      [0267]其中,所述第一像素信號和所述第二像素信號是與無信號積聚狀態(tài)相對應的像素的復位信號和反映通過光電轉換而生成的積聚電荷的積聚信號中的一個和另一個,
      [0268]在所述感測電路部件中,所述感測電路中的每一個包含比較器,所述比較器被配置為將來自所述像素的輸出信號與參考信號相比較,并且
      [0269]當進行信號檢測時,在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許從所述所選擇像素中輸出的所述第一像素信號被抵消的電荷,用于每一個比較器的獨立偏移偏置被施加于所述比較器的輸入部件中的一個上以便抵消該比較器的偏移,并且通過將步進式變化的參考信號與從所述所選擇像素中輸出的第二像素信號進行比較來進行入射在像素上的光強度的數(shù)字判定。
      [0270](7)根據(6)所述的相機系統(tǒng),其中,[0271]通過校準,針對每一個比較器來確定所述偏移偏置,
      [0272]在所述校準中,預定信號被施加于用于所述像素信號的輸入部件和用于所述參考信號的輸入部件中的每一個上,
      [0273]在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許信號間的差被抵消的電荷,并且
      [0274]當在多個步進中將偏移偏置施加于所述比較器的輸入部件中的一個上時,輸入信號中的兩者彼此相比較,以便確定用于每一個比較器的偏移偏置。
      [0275](8)根據(6)或(7)所述的相機系統(tǒng),其中,
      [0276]在施加所述偏移偏置之后,所述感測電路部件通過步進式地消除參考電勢,測量用于所述比較器的倒置定時,并且
      [0277]在所述數(shù)字判定中,以相同的步進消除所述參考電勢以便測量用于所述比較器的倒置定時,并且從所述倒置定時之間的差中推導光強度。
      [0278](9)根據(6)到(8)的任一個所述的相機系統(tǒng),其中,所述數(shù)字判定是關于光子是否入射的二值判定。
      [0279](10)根據(6)到(9)的任一個所述的圖像拾取器件,包含判定結果整合電路部件,被配置為多次整合來自每一個像素或每一個像素組的判定結果,從而生成具有灰度級的圖像拾取數(shù)據。
      [0280]參考標記列表
      [0281]100,100A CMOS 圖`像傳感器
      [0282]110像素陣列部件
      [0283]PX, PXA 像素
      [0284]111光電二極管
      [0285]112傳輸晶體管
      [0286]113復位晶體管
      [0287]114放大器晶體管
      [0288]115存儲晶體管
      [0289]116FD 節(jié)點
      [0290]120感測電路部件
      [0291]121感測電路
      [0292]130輸出信號線組
      [0293]131輸出信號線
      [0294]140傳輸線組
      [0295]141傳輸線
      [0296]150, 150A判定結果整合電路部件
      [0297]152,152A 寄存器
      [0298]153,153A 計數(shù)電路
      [0299]154, 154A 存儲器
      [0300]155選擇電路
      [0301]160, 160C 像素塊[0302]170行驅動電路
      [0303]180行控制線組
      [0304]181行控制線
      [0305]200電路塊
      [0306]210控制電路
      [0307]220多路分配器
      [0308]230寄存器組
      [0309]231寄存器
      [0310]300, 300A AD 轉換器件
      [0311]301比較器
      [0312]302計數(shù)器
      [0313]303輸出模式選擇部件
      [0314]304列放大器
      [0315]305開關
      [0316]306加法 器
      [0317]307存儲器
      [0318]400相機系統(tǒng)
      [0319]410圖像拾取器件
      [0320]420透鏡
      [0321]430驅動電路(DRV)
      [0322]440信號處理電路(PRC)
      【權利要求】
      1.一種圖像拾取裝置,其包含: 像素陣列部件,其包含布置在陣列中的多個像素,每一個像素包含光電轉換器件、被配置為積聚通過光電轉換而生成的電荷的存儲部件、和被配置為輸出積聚的電荷作為電信號的放大器器件,所述像素中的每一個被配置為響應于光子入射而輸出電信號至輸出信號線.感測電路部件,其包含感測電路,所述感測電路中的每一個被配置為進行對來自所述像素的像素信號進行檢測的處理;和 驅動部件,其被配置為在讀取時從所選擇像素中進行第一像素信號的讀取和第二像素信號的讀取, 其中,所述第一像素信號和所述第二像素信號是與無信號積聚狀態(tài)相對應的像素的復位信號和反映通過光電轉換而生成的積聚電荷的積聚信號中的一個和另一個, 在所述感測電路部件中,所述感測電路中的每一個包含比較器,所述比較器被配置為將來自所述像素的輸出信號與參考信號相比較,并且 當進行信號檢測時,在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許從所述所選擇像素中輸出的所述第一像素信號被抵消的電荷,用于每一個比較器的獨立偏移偏置被施加于所述比較器的輸入部件中的一個上以便抵消該比較器的偏移,并且通過將步進式變化的參考信號與從所述所選擇像素中輸出的第二像素信號進行比較來進行入射在像素上的光強度的數(shù)字判定。
      2.根據權利要求1所述的圖像拾取器件,其中, 通過校準,針對每一個比較器來確定所述偏移偏置, 在所述校準中,預定的信號被施加于用于所述像素信號的輸入部件和用于所述參考信號的輸入部件中的每一個上, 在所述比較器的輸入部件`中的一個或兩者中保持允許信號間的差被抵消的電荷,并且當在多個步進中將偏移偏置施加于所述比較器的輸入部件中的一個上時,輸入信號中的兩者彼此相比較,以便確定用于每一個比較器的偏移偏置。
      3.根據權利要求1所述的圖像拾取器件,其中, 在施加所述偏移偏置之后,所述感測電路部件通過步進式地消除參考電勢,測量用于所述比較器的倒置定時,并且 在所述數(shù)字判定中,以相同的步進消除所述參考電勢以便測量用于所述比較器的倒置定時,并且從所述倒置定時之間的差中推導光強度。
      4.根據權利要求1所述的圖像拾取器件,其中,所述數(shù)字判定是關于光子是否入射的二值判定。
      5.根據權利要求1所述的圖像拾取器件,包含判定結果整合電路部件,被配置為多次整合來自每一個像素或每一個像素組的判定結果,從而生成具有灰度級的圖像拾取數(shù)據。
      6.一種相機系統(tǒng),其具備圖像拾取器件、光學系統(tǒng)和信號處理電路,所述光學系統(tǒng)被配置為在圖像拾取器件上形成被攝體的圖像,所述信號處理電路被配置為處理所述圖像拾取器件的輸出圖像信號,所述圖像拾取器件包含: 像素陣列部件,其包含布置在陣列中的多個像素,每一個像素包含光電轉換器件、被配置為積聚通過光電轉換而生成的電荷的存儲部件、和被配置為輸出積聚的電荷作為電信號的放大器器件,所述像素中的每一個被配置為響應于光子入射而輸出電信號至輸出信號線.感測電路部件,其包含感測電路,所述感測電路中的每一個被配置為進行對來自所述像素的像素信號進行檢測的處理;和 驅動部件,其被配置為在讀取時從所選擇像素中進行第一像素信號的讀取和第二像素信號的讀取, 其中,所述第一像素信號和所述第二像素信號是與無信號積聚狀態(tài)相對應的像素的復位信號和反映通過光電轉換而生成的積聚電荷的積聚信號中的一個和另一個, 在所述感測電路部件中,所述感測電路中的每一個包含比較器,所述比較器被配置為將來自所述像素的輸出信號與參考信號相比較,并且 當進行信號檢測時,在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許從所述所選擇像素中輸出的所述第一像素信號被抵消的電荷,用于每一個比較器的獨立偏移偏置被施加于所述比較器的輸入部件中的一個上以便抵消該比較器的偏移,并且通過將步進式變化的參考信號與從所述所選擇像素中輸出的第二像素信號進行比較來進行入射在像素上的光強度的數(shù)字判定。
      7.根據權利要求6所述的相機系統(tǒng),其中, 通過校準,針對每一個比較器來確定所述偏移偏置, 在所述校準中,預定信號被施加于用于所述像素信號的輸入部件和用于所述參考信號的輸入部件中的每一個上, 在所述比較器的輸入部件中的一個或兩者中保持允許信號間的差被抵消的電荷,并且 當在多個步進中將偏移偏置施加于所述比較器的輸入部件中的一個上時,輸入信號中的兩者彼此相比較,以便確定用于每一個比較器的偏移偏置。`
      8.根據權利要求6所述的相機系統(tǒng),其中, 在施加所述偏移偏置之后,所述感測電路部件通過步進式地消除參考電勢,測量用于所述比較器的倒置定時,并且 在所述數(shù)字判定中,以相同的步進消除所述參考電勢以便測量用于所述比較器的倒置定時,并且從所述倒置定時之間的差中推導光強度。
      9.根據權利要求6所述的相機系統(tǒng),其中,所述數(shù)字判定是關于光子是否入射的二值判定。
      10.根據權利要求6所述的圖像拾取器件,包含判定結果整合電路部件,被配置為多次整合來自每一個像素或每一個像素組的判定結果,從而生成具有灰度級的圖像拾取數(shù)據。
      【文檔編號】H04N5/374GK103875237SQ201280050006
      【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年10月15日 優(yōu)先權日:2011年10月20日
      【發(fā)明者】西原利幸, 角博文 申請人:索尼公司
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