[发明专利]固态成像装置、其信号处理方法和成像设备

权利要求书

1.一种固态成像装置，包括：

像素阵列单元，通过将单元像素以矩阵形式排列而构成，每一个所述单元像素包括被配置为将光信号转换为信号电荷的光电转换单元、被配置为传送在所述光电转换单元中通过光电转换而获得的信号电荷的传送元件以及被配置为输出由所述传送元件传送的信号电荷的输出部件；

驱动部件，被配置为读出在所述光电转换单元中在一个单元的累积时间段期间累积的、通过所述输出部件由所述传送元件以多批传送的信号电荷作为多个输出信号；以及

模数转换部件，被配置为使用不同的转换精度对以多批从所述单元像素读出的多个输出信号执行模数转换，其中在入射光的强度低的情况下，所述模数转换部件以比用于在不引起由所述传送元件的电荷传送时从所述单元像素输出的输出信号的转换精度高的用于在引起由所述传送元件的电荷传送时从所述单元像素输出的输出信号的转换精度执行模数转换。

2.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：

相加部件，被配置为对于以多批从所述单元像素读出的多个输出信号执行相加处理。

3.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述输出部件包括电荷到电压转换单元，被配置为将由所述传送元件传送的信号电荷转换为电压，并且将寄生电容设置得很小，使得由所述电荷到电压转换单元处理的电荷的最大量小于在所述光电转换单元中可累积的电荷的最大量。

4.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中当在所述光电转换单元中累积的电荷的一部分保持在所述光电转换单元中时，所述驱动部件至少将控制电压提供到所述传送元件一次，根据该控制电压具有超过所保持的电荷量的量的累积电荷由所述传送元件传送。

5.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述模数转换部件包括：

比较部件，被配置为将多个信号中的每一个与基准信号相比较；以及

计数部件，被配置为用于实现用于执行以与从所述比较部件获得的比较结果相对应的计数值计数的操作。

6.根据权利要求5所述的固态成像装置，其中所述模数转换部件引起第二次读出操作中基准信号的斜坡为第一次读出操作中的N倍，并且引起第二次读出操作中所述计数部件的计数值为第一次读出操作中的N倍，由此使得第二次读出操作中的转换精度为第一次读出操作中的1/N倍。

7.根据权利要求5所述的固态成像装置，其中所述计数部件通过与从所述比较部件获得的比较结果相对应的计数值执行升值计数或降值计数。

8.根据权利要求7所述的固态成像装置，其中所述模数转换部件根据所述计数部件的升值计数或降值计数来获得从所述单元像素获得的复位电平和信号电平之差。

9.根据权利要求5所述的固态成像装置，其中所述模数转换部件采用与模数转换处理同时地根据所述计数部件的计数操作来对以多批从所述单元像素读出的多个输出信号执行相加处理的配置。

10.一种用于固态成像装置的信号处理方法，所述固态成像装置包括：

像素阵列单元，通过将单元像素以矩阵形式排列而构成，每一个所述单元像素包括被配置为将光信号转换为信号电荷的光电转换单元、被配置为传送在所述光电转换单元中通过光电转换而获得的信号电荷的传送元件以及被配置为输出由所述传送元件传送的信号电荷的输出部件；以及

驱动部件，被配置为读出在所述光电转换单元中在一个单元的累积时间段期间累积的、通过所述输出部件由所述传送元件以多批传送的信号电荷作为多个输出信号，

其中所述固态成像装置使用不同的转换精度对以多批从所述单元像素读出的多个输出信号执行模数转换，并且在入射光的强度低的情况下，所述固态成像装置以比用于在不引起由所述传送元件的电荷传送时从所述单元像素输出的输出信号的转换精度高的用于在引起由所述传送元件的电荷传送时从所述单元像素输出的输出信号的转换精度执行模数转换。

11.一种成像设备，包括：

固态成像装置，通过将单元像素以矩阵形式排列而构成，每一个所述单元像素包括被配置为将光信号转换为信号电荷的光电转换单元、被配置为传送在所述光电转换单元中通过光电转换而获得的信号电荷的传送元件以及被配置为输出由所述传送元件传送的信号电荷的输出部件；以及

光学系统，用于将入射光聚焦到所述固态成像装置的成像区域上，

其中所述固态成像装置包括：

驱动部件，被配置为读出在所述光电转换单元中在一个单元的累积时间段期间累积的、通过所述输出部件由所述传送元件以多批传送的信号电荷作为多个输出信号；以及

模数转换部件，被配置为使用不同的转换精度对以多批从所述单元像素读出的多个输出信号执行模数转换，其中在入射光的强度低的情况下，所述模数转换部件以比用于在不引起由所述传送元件的电荷传送时从所述单元像素输出的输出信号的转换精度高的用于在引起由所述传送元件的电荷传送时从所述单元像素输出的输出信号的转换精度执行模数转换。