[发明专利]固态成像设备、该设备的信号处理方法和图像捕捉装置

说明书

技术领域

本发明涉及在其中通过使用比较器比较光电转换元件的读信号与参考信号的固态成像设备、该固态成像设备的信号处理方法和图像捕捉装置。 

背景技术

日本JP-A-2005-311487公开了包括多个像素电路(每个像素电路具有光电转换元件)、多个比较器和将光电转换元件连接到比较器的多个列信号线的固态成像设备。每个比较器比较列信号线的电压与参考信号线的电压，并基于作为比较结果的电压关系来反转其输出。 

发明内容

在固态成像设备中，如JP-A-2005-311487所公开的，一般以矩阵形式来二维地排列每个具有光电转换元件的多个像素电路。 

沿着排列多个像素电路的像素区的一侧排列多个比较器。 

布置用于向多个比较器提供参考电压的参考信号线以沿着像素区的一侧延伸，并连接到多个比较器。 

在这样的布局中，参考信号线与多个列信号线交叉。参考信号线与多个比较器或者多个比较器的输出信号线交叉。 

从而，参考信号线耦接到多个列信号线。结果，当同时反转多个比较器的输出时，由于多个输出的反转的影响，参考信号的电压电平可能变化。 

当参考信号的电压电平变化时，反转比较器输出的时间偏离了没有这种变化时的原始时间。 

例如，当计数器等连接到比较器的输出，并基于反转比较器输出的时间获得与光电转换元件的所接收的光强度对应的值时，所获得的值可能不对应于接收的光强度。 

例如，当对具有均匀颜色的对象或者具有均匀亮度的对象成像，并且从多个光电转换元件输入到多个比较器的多个像素信号(列信号线)的电压电 平是均匀的时，发生多个比较器的输出同时被反转的现象。 

当多个比较器的输出同时被反转时，可能在通过对具有均匀颜色或亮度的对象成像而获得的图像中形成对象不具有的水平条纹(streak)等。 

多个比较器的输出同时被反转的现象可能发生在多个像素电路或者多个光电转换元件以线的形式排列的线传感器中。 

因此，期望提供可以抑制参考信号的电压电平的变化对所捕捉的图像的影响的固态成像设备、该固态成像设备的信号处理方法和图像捕捉装置。 

根据本发明的实施例，提供了一种固态成像设备，其包括：多个像素电路，每个包括光电转换元件；多个读信号线，连接到多个像素电路；参考信号输出电路，输出电压电平变化的参考信号；参考信号线，连接到所述参考信号输出电路；以及多个比较器，每个比较器具有第一输入端和第二输入端，并且每个比较器依据第一输入端和第二输入端的电压关系而反转其输出。在此，所述多个比较器中的一些比较器的第一输入端连接到读信号线，且其第二输入端连接到参考信号线，以及多个比较器中的其它比较器的第一输入端连接到参考信号线，且其第二输入端连接到读信号线。 

该固态成像设备可以适当地进一步包括计数器，比较器的输出分别输入到计数器。在此，参考信号输出电路可以与计数器同步地改变参考信号的电平，以及每个计数器在参考信号输出电路改变参考信号的电平的每个时段中计数，直到相应比较器的输出被反转为止。 

参考信号输出电路可以在像素电路的输出被读取之前的复位时段中适当地改变参考信号的电压电平，并可以在像素电路的输出被读取的读取时段中改变参考信号的电压电平。 

根据本发明的另一实施例，提供了一种固态成像设备的信号处理方法，包括步骤：将每个具有光电转换元件的多个像素电路中的一些连接到多个读信号线；从参考信号输出电路向参考信号线输出参考信号，该参考信号的电压电平变化；以及使用第一输入端连接到相应的读信号线并且第二输入端连接到参考信号线的比较器和第一输入端连接到参考信号线并且第二输入端连接的相应的读信号线的比较器的组合，作为取决于第一输入端和第二输入端的电压关系而反转输出的多个比较器，来将多个读信号线的电压电平与参考信号线的电压电平进行比较。