CN106165401A - 成像元件、增益控制方法、程序和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能够以更低的电力消耗拍摄具有高图像质量或高动态范围的图像的成像元件、增益控制方法、程序和电子设备。所述成像元件设置有模数转换单元和参考信号产生单元。模数转换单元对像素输出的像素信号进行模数转换，且参考信号产生单元产生当对所述像素信号进行模数转换时用作参考的参考信号。所述参考信号产生单元具有：作为电流镜电路的一部分的预定对数的晶体管；和切换单元，其切换与所述电流镜电路连接的晶体管的数量。当基于被摄图像的亮度将高增益用于所述模数转换单元对所述像素信号进行的模数转换时，控制所述切换单元以减小与所述电流镜电路连接的晶体管的数量。例如，本发明能够应用于CMOS图像传感器。

Description

成像元件、增益控制方法、程序和电子设备

技术领域

本发明涉及成像元件、增益控制方法、程序和电子设备，特别地涉及能够以更低的电力消耗拍摄具有高图像质量或高动态范围的图像的成像元件、增益控制方法、程序和电子设备。

背景技术

常规地，在例如数码照相机或数码摄像机等具有成像功能的电子设备中，例如，使用CCD(Charge Coupled Device：电子耦合器件)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等固态成像元件。固态成像元件包括组合有进行光电转换的PD(photodiode：光电二极管)和多个晶体管的像素，且在从以平面方式布置的多个像素输出的像素信号的基础上构建图像。从像素输出的像素信号例如由分别为各像素列布置的多个AD(Analog to Digital：模拟至数字)转换器进行AD转换，并且被输出。

例如，在专利文献1中，公开了包括有AD转换器的固态成像元件，该AD转换器被构造为包括计数器和将锯齿波状斜坡信号与像素信号进行比较的比较器。此外，在专利文献2中，公开了这样的固态成像元件：其中，在被称为单斜率积分型的AD转换系统中，能够通过改变供给至比较电路的参考信号的斜率来进行增益调整。

引用列表

专利文献

专利文献1：特开第2005-328135号公报

专利文献2：特开第2007-59991号公报

发明内容

技术问题

为了在包括有单斜率积分型AD转换器的固态成像元件中拍摄具有高图像质量或高动态范围的图像，需要扩大增益或使斜坡信号的波形具有高振幅。为了实现宽增益或斜坡信号的波形的高振幅，需要包括这样的宽范围：在该范围内，用来产生斜坡信号的电流的量能够变化；并且，常规地使用改变每个恒流源流动的电流的量的方法。

然而，在这样的方法中，难以对电流的量在其中能够变化的范围进行扩展；因此，需要增大电源电压，这导致增加了电力消耗。因此，已经期望能够在避免这样的电力消耗的增大的同时拍摄具有高图像质量或高动态范围的图像的固态成像元件。

本发明是鉴于以上情况做出的，本发明能够以更低的电力消耗拍摄具有高图像质量或高动态范围的图像。

技术问题的解决方案

根据本发明的方面，提供了一种成像元件，其包括：AD转换单元，其被构造为对像素输出的像素信号进行AD转换；和参考信号产生单元，其被构造为产生当所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号。所述参考信号产生单元包括：形成电流镜电路的预定对数的晶体管；和切换单元，被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

根据本发明的方面，提出了一种用于成像元件的增益控制方法或程序，所述成像元件包括：AD转换单元，其被构造为对像素输出的像素信号进行AD转换；和参考信号产生单元，其被构造为产生当所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，所述参考信号产生单元包括：形成电流镜电路的预定对数的晶体管；和切换单元，其被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量，所述增益控制方法或程序包括下述步骤：获取被摄图像的亮度；和控制所述切换单元以在基于所述图像的所述亮度将所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益的时候，减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

根据本发明的方面，提出一种包括有成像元件的电子设备，所述成像元件包括：AD转换单元，其被构造为对像素输出的像素信号进行AD转换；和参考信号产生单元，被构造为产生当所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，所述参考信号产生单元包括：形成电流镜电路的预定对数的晶体管；和切换单元，被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

在本发明的方面，成像元件包括：AD转换单元，其被构造为对像素输出的像素信号进行AD转换；和参考信号产生单元，其被构造为产生当所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，且所述参考信号产生单元包括：形成电流镜电路的预定对数的晶体管；和切换单元，被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。获取被摄图像的亮度，且控制所述切换单元以在基于所述图像的所述亮度将所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益的时候，减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

本发明的有益效果

根据本发明的方面，能够以更低的电力消耗拍摄具有高图像质量或高动态范围的图像。

附图说明

图1是示出了应用本发明的成像器件的实施例的构造例的框图。

图2示出了成像元件的构造例。

图3示出了列信号处理电路中包括的列处理单元的构造例。

图4说明了斜坡信号的坡度与像素信号的增益之间的关系。

图5示出了斜坡信号产生电路的构造例。

图6示出了斜坡信号产生电路的构造例。

图7是说明了列处理单元的增益模式的切换处理的流程图。

图8示出了斜坡信号产生电路的变型例。

具体实施方式

以下，参照附图来详细地说明应用本发明的具体实施例。

图1是示出了作为应用了本发明的电子设备的示例的成像装置的实施例的构造的示例的框图。

如图1所示，成像装置11被构造为包括光学系统12、成像元件13、信号处理电路14、自动曝光处理电路15、显示单元16和存储单元17。成像装置11例如是能够拍摄静态图像和动态图像的电子设备，例如数码照相机或数码摄像机。

光学系统12被构造为包括一个或多个透镜，并且将来自被摄体的图像光(入射光)引导到成像元件13以在成像元件13的受光面上形成图像。

成像元件13包括以矩阵构造布置在用于接收光学系统12收集的光的受光面上的多个像素，并且将根据各像素接收的光量的像素信号供给到信号处理电路14。下文将参照图2来说明成像元件13的构造。

信号处理电路14对成像元件13供给来的像素信号进行诸如白平衡校正和伽马(gamma)校正等各种信号处理以基于像素信号来构建图像(图像数据)，并且将图像供给到自动曝光处理电路15、显示单元16和存储单元17。

自动曝光处理电路15进行自动曝光处理，其中，检测由成像元件13拍摄的图像的亮度且自动调整该图像的亮度，以获得以用户使用例如未被示出的输入单元输入的曝光值为依据的适当亮度。例如，自动曝光处理电路15求得成像元件13输出的所有像素信号的平均值以检测图像的亮度(以下，被适当地称为传感器输出电平)，并且将该传感器输出电平供给到成像元件13。因此，在成像元件13中，依据传感器输出电平来调整图像的亮度。

显示单元16例如由液晶面板或有机电致发光(EL)面板等形成，并且显示从信号处理电路14供给来的图像。

存储单元17例如由安装于成像装置11中的非易失性存储器或可附接至成像装置11且可从成像装置11拆卸的可移除媒介形成，并且存储信号处理电路14供给来的图像(图像数据)。

在如此构造的成像装置11中，由成像元件13拍摄的图像显示在显示单元16上；且当对未被示出的快门按钮进行操控时，在此时拍摄的图像被存储于存储单元17中。自动曝光处理电路15控制成像元件13拍摄的图像的亮度。

接着，在图2中，示出了成像元件13的构造的示例。

如图2所示，成像元件13被构造为包括像素区域21、垂直驱动电路22、列信号处理电路23、水平驱动电路24、输出电路25、斜坡信号产生电路26和控制电路27。

像素区域21是对图1的光学系统12收集的光进行接收的受光面。多个像素31以矩阵构造布置于像素区域21中，每个像素31经由以行为单位设置的水平信号线32连接至垂直驱动电路22且经由以列为单位设置的垂直信号线33连接至列信号处理电路23。多个像素31分别输出处于依据自身接收的光量的电平的像素信号，且像素区域21内形成的被摄体的图像由所述像素信号构成。

垂直驱动电路22经由水平信号线32将驱动信号供给到像素31，该驱动信号用于以像素区域21内布置的多个像素31的行为单位驱动(传输、选择、复位等)每个像素31。

列信号处理电路23经由垂直信号线33对从多个像素31输出的像素信号进行CDS(Correlated Double Sampling：相关双采样)处理，从而进行像素信号的AD转换且去除复位噪声。例如，列信号处理电路23被构造为包括以像素31的列数为依据的多个列处理单元41(见下文说明的图3)，并且能够并行地以像素31的列为单位进行CDS处理。

水平驱动电路24将驱动信号供给到列信号处理电路23，该驱动信号用于以像素区域21内布置的多个像素31的列为单位地使像素信号从列信号处理电路23输出到数据输出信号线34。

输出电路25对在依据水平驱动电路24的驱动信号的时序处从列信号处理电路23经由数据输出信号线34供给来的像素信号进行放大，并且将放大的像素信号输出到后面阶段的信号处理电路14(图1)。

斜坡信号产生电路26产生作为当列信号处理电路23对像素信号进行AD转换时进行参考的参考信号的斜坡信号，所述斜坡信号的电压随着时间推移以固定梯度下降(斜坡电压)，并且斜坡信号产生电路将斜坡信号供给到列信号处理电路23。

控制电路27控制成像元件13内的各模块的驱动。例如，控制电路27依据各模块的驱动周期来产生时钟信号，并且将时钟信号供给到各模块。在成像器件11中，传感器输出电平从图1的自动曝光处理电路15供给到控制电路27。控制电路27起到增益控制单元51(见后面所述的图5和图6)的作用，其在传感器输出电平的基础上控制列信号处理电路23对像素信号进行AD转换时的增益。

接着，在图3中，示出了列信号处理电路23中包含的列处理单元41的构造例。

如上所述，列信号处理电路23被构造为包括多个列处理单元41，且图3示出了多个列处理单元41中的一个。多个列处理单元41被类似地构造，且省略它们的图示。

如图3所示，列处理单元41被构造为包括比较器42、计数器43、电阻44、电容器45、46和开关47，并且对从像素输出的像素信号进行AD转换。

比较器42的正号侧的输入端子经由电容器45连接至斜坡信号产生电路26，且电容器45与斜坡信号产生电路26之间的连接点经由电阻44接地。因此，以斜坡信号产生电路26输出的斜坡信号为依据的电势被施加于比较器42的正号侧的输入端子。另一方面，比较器42的负号侧的输入端子经由电容器46连接至图2的垂直信号线33，且以像素31输出的模拟像素信号为依据的电势被施加于比较器42的负号侧的输入端子。

比较器42的输出端子连接至计数器43的输入，且计数器43的输出端子经由开关47连接至数据输出信号线34。开关47依据水平驱动电路24输出的驱动信号进行断开和接通。

比较器42判断输入至正号侧的输入端子的输入信号与输入至负号侧的输入端子的输入信号之间的大小，并且输出表明判断结果的输出信号VCO。换言之，比较器42判断施加于正号侧的输入端子的斜坡信号的电势与从像素31输出的且施加至负号侧的输入端子的模拟像素信号的电势之间的大小关系。例如，比较器42在斜坡信号大于模拟像素信号的情况下输出高电平的输出信号VCO且在斜坡信号等于或小于模拟像素信号的情况下输出低电平的输出信号VCO。

例如，计数器43从斜坡信号产生电路26供给来的斜坡信号的电势开始以固定坡度下降时的时刻起计算预定数量的时钟直至从比较器42输出的输出信号VCO从高电平切换到低电平时的时刻。因此，计数器43计算的计数值是以输入到比较器42的像素信号的电势为依据的值，且因此从像素31输出的模拟像素信号转换成数字值。

在输出布置有预定列处理单元41的列的像素信号的时候，开关47依据从水平驱动电路24输出的驱动信号而闭合，且计数器43的输出端子连接至数据输出信号线34。因此，列处理单元41中转换成数字值的像素信号被输出至数据输出信号线34。

列处理单元41以这种方式而构成；比较器42将电势以固定坡度下降的斜坡信号与模拟像素信号进行比较，且像素信号基于比较结果而被AD转换。因此，能够通过斜坡信号的坡度来改变对像素信号进行AD转换时的增益；例如，当斜坡信号的坡度缓和的时候，放大因数大(高增益)；且当斜坡信号的坡度陡峭的时候，放大因数小(低增益)。

现在将参照图4来说明斜坡信号的坡度与像素信号的增益之间的关系。

在图4的上侧，示出了斜坡信号和像素信号的电势变化；且在图4的下侧，示出了比较器42输出的输出信号VCO从高电平切换到低电平时的时刻。

如图4所示，当如虚线所示，斜坡信号的坡度相对于一定电平的模拟(含有一些噪声)像素信号是陡峭的时候，输出信号VCO从高电平切换到低电平时的时刻早。因此，计数器43计算的计数值小，且在对像素信号进行AD转换的时候，增益是低增益。

另一方面，当如实线所示，斜坡信号的坡度相对于一定电平的模拟像素信号是缓和的时候，输出信号VCO从高电平切换到低电平时的时刻晚。因此，计数器43计算的计数值大，且在对像素信号进行AD转换的时候，增益是高增益。

因此，在成像器件11中，能够通过改变斜坡信号产生电路26产生的斜坡信号的坡度来改变对像素信号进行AD转换时的增益。

为了产生这样的斜坡信号，需要使从斜坡信号产生电路26输出的电流的量可变。因此，常规地，使用其中改变每个恒流源流动的电流的量的构造以使电流的量可变，且不管流动的电流的量如何，恒流源都需要一直在饱和区内工作。因此，为了实现宽增益范围且使斜坡信号的最大振幅为高振幅，需要增大电源电压，因此增大了电力消耗。

与此相比，在成像器件11中，使用这样的构造：不仅每个恒流源流动的电流的量是变化的而且恒流源本身的数量也是可变的。因此，斜坡信号产生电路26被构造为能够对其中电流的量能够变化的范围进行扩展以实现更宽的增益范围，并且能够使斜坡信号的最大振幅为高振幅。

接着，参照图5和图6来说明斜坡信号产生电路26的构造例。在图5中，示出了低增益时的斜坡信号产生电路26；且在图6中，示出了高增益时的斜坡信号产生电路26。

如图5和图6所示，斜坡信号产生电路26被构造为包括输入侧晶体管61-1和61-2、输出侧晶体管62-1和62-2、开关63和64以及电流源晶体管65。开关63、开关64和电流源晶体管65由起到控制电路27作用而被包括的增益控制单元51控制。

在斜坡信号产生电路26中，两个输入侧晶体管61-1、61-2和两个输出侧晶体管62-1、62-2进行配对以形成电流镜电路。按照增益控制单元51的控制，数量上与流经电流源晶体管65的参考电流相等的输出电流通过电阻44，且因此从斜坡信号产生电路26中输出斜坡信号。

在斜坡信号产生电路26中，输入侧晶体管61-1依据开关63的断开和接通而被连接至电流镜电路，且输出侧晶体管62-1依据开关64的断开和闭合而被连接至电流镜电路。

也即是，如图5所示，在低增益时，增益控制单元51进行控制以闭合开关63和开关64，输入侧晶体管61-1和输出侧晶体管62-1被连接至电流镜电路。因此，增加与电流镜电路连接的晶体管的数量以增加输出电流，因此使斜坡信号具有陡峭的坡度；因此，如参照图4所述，能够使列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益为低增益。

此外，如图6所示，在高增益时，增益控制单元51进行控制以断开开关63和开关64，输入侧晶体管61-1和输出侧晶体管62-1不被连接至电流镜电路。因此，减小与电流镜电路连接的晶体管的数量以减小输出电流，因此使斜坡信号具有缓和的坡度；因此，如参照图4所述，能够使列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益为高增益。

因此，在成像元件13中，增益控制单元51能够将列处理单元41的增益模式切换为低增益模式或高增益模式。

也即是，当基于由进行自动曝光处理的自动曝光处理电路15获得的传感器输出电平，增益控制单元51将列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益设置为低增益时，增益控制单元51将开关63和开关64设置为接通以将输入侧晶体管61-1和输出侧晶体管62-1连接至电流镜电路。通过这样增加电流镜电路中包含的晶体管的数量，防止了过大的差动电压，且实现斜坡信号的最大振幅(其是斜坡信号产生电路26的动态范围)。

另一方面，当基于由进行自动曝光处理的自动曝光处理电路15获得的传感器输出电平，增益控制单元51将列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益时，增益控制单元51减小与电流镜电路连接的晶体管的数量；因此，防止了过小的差动电压，且扩展了其中电流的量能够变化的范围。

接着，图7是说明了增益控制单元51控制的列处理单元41的增益模式的切换处理的流程图。

例如，当在成像器件11中开始动态图像的拍摄且拍摄预定数量帧的图像时，处理开始。在步骤S11中，在图1的自动曝光处理电路15中进行自动曝光处理以检测出传感器输出电平，且增益控制单元51从自动曝光处理电路15中获取传感器输出电平。

在步骤S12中，增益控制单元51判断步骤S11中获取的传感器输出电平是否等于或小于第一阈值A。在增益控制单元51确定传感器输出电平等于或小于第一阈值A的情况下，处理进入步骤S13。

在步骤S13中，增益控制单元51将列处理单元41的增益模式设置为低增益模式。即，增益控制单元51输出将开关63和64设置为接通的驱动信号以将输入侧晶体管61-1和输出侧晶体管62-1连接至形成斜坡信号产生电路26的电流镜电路。因此，斜坡信号产生电路26输出斜坡信号时的电流的量增大，并且使斜坡信号具有陡峭的坡度；因此，使列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益为低增益。在步骤S13的处理后，处理结束。

另一方面，在步骤S12中，在增益控制单元51确定传感器输出电平不是等于或小于第一阈值A(而是大于第一阈值A)的情况下，处理进入步骤S14。

在步骤S14中，增益控制单元51判断步骤S11中获取的传感器输出电平是否等于或小于第二阈值B。在增益控制单元51确定传感器输出电平等于或小于第二阈值B的情况下，处理进入步骤S15。

在步骤S15中，增益控制单元51将列处理单元41的增益模式设置为第一高增益模式。即，增益控制单元51控制电流源晶体管65以减小参考电流。因此，借助于形成斜坡信号产生电路26的电流镜电路而流经电阻44的输出电流被减小，并且使斜坡信号具有缓和的坡度；因此，使列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益为高增益。在步骤S15的处理后，处理结束。

另一方面，在步骤S14中，在增益控制单元51确定传感器输出电平不是等于或小于第二阈值B(而是大于第二阈值B)的情况下，处理进入步骤S16。

在步骤S16中，增益控制单元51将列处理单元41的增益模式设置为第二高增益模式(比步骤S15中的第一高增益模式更高的增益)。即，增益控制单元51控制电流源晶体管65以减小参考电流，并且还输出将开关63和64设置为断开的驱动信号。因此，能够减小与形成斜坡信号产生电路26的电流镜电路连接的晶体管的数量，且因此能够进一步减小借助于形成斜坡信号产生电路26的电流镜电路而流经电阻44的输出电流。因此，使斜坡信号具有比在第一高增益模式下的坡度更缓和的坡度，且因此使列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益为更高的增益。在步骤S16的处理后，处理结束。

因此，在成像元件13中，增益控制单元51控制与形成斜坡信号产生电路26的电流镜电路连接的晶体管的数量且控制流经电流源晶体管65的参考电流；因而，能够切换列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益。因此，在成像元件13中，能够在不增大电源电压的情况下扩展增益范围和动态范围(该动态范围是斜坡信号的波形的最大振幅)。因此，在成像器件11中，能够以更低的电力消耗拍摄具有高图像质量或高动态范围的图像。

接着，图8示出了斜坡信号产生电路的变型例。

如图8所示，在斜坡信号产生电路26A中，电流镜电路由N个输入侧晶体管61-1至61-1和N个输出侧晶体管62-1至62-N组成。与电流镜电路连接的晶体管的数量通过N-1个开关63-1至63-(N-1)和N-1个开关64-1至64-(N-1)来切换。

在如此构造的斜坡信号产生电路26A中，能够更细微地切换列处理单元41对像素信号进行AD转换时的增益。即，在图5的斜坡信号产生电路26中，在高增益与低增益这两个级别之间进行切换，而在斜坡信号产生电路26A中，增益能够在N个级别之间进行切换。

不一定需要与流程图所述的顺序一致地以时间序列的方式进行参照上述流程图所述的各处理，而且也可以包括并行地或单独地执行的处理(例如，并行处理或基于对象的处理)。程序可以是由一个CPU执行的程序或由多个CPU分布地执行的程序。

除了可以用于像图1所示那样的成像器件以外，应用了本发明的固态成像元件还可以用于具有成像功能的各种电子设备，例如具有成像功能的移动电话和所谓的智能手机。

此外，本发明也可以被构造如下。

(1)

一种成像元件，其包括：

AD转换单元，所述AD转换单元被构造为对像素输出的像素信号进行AD(模数)转换；和

参考信号产生单元，所述参考信号产生单元被构造为产生当在所述AD转换单元中对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，

其中，所述参考信号产生单元包括：

形成电流镜电路的预定对数的晶体管，和

切换单元，所述切换单元被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

(2)

根据(1)所述的成像元件，还包括：

控制单元，所述控制单元被构造为获取被摄图像的亮度，并且控制所述切换单元以在基于所述图像的所述亮度将所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益的时候，减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

(3)

根据(1)或(2)所述的成像元件，其中，所述控制单元控制所述切换单元以减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量并且还减小所述电流镜电路的参考电流。

(4)

一种用于成像元件的增益控制方法，

所述成像元件包括：

AD转换单元，所述AD转换单元被构造为对像素输出的像素信号进行AD(模数)转换，和

参考信号产生单元，所述参考信号产生单元被构造为产生当所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，

所述参考信号产生单元包括：

形成电流镜电路的预定对数的晶体管，和

切换单元，所述切换单元被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量，

所述增益控制方法包括如下步骤：

获取被摄图像的亮度；和

控制所述切换单元以在基于所述图像的所述亮度将所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益的时候，减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

(5)

一种使计算机执行对成像元件进行控制的程序，

所述成像元件包括：

AD转换单元，所述AD转换单元被构造为对像素输出的像素信号进行AD(模数)转换，和

参考信号产生单元，所述参考信号产生单元被构造为产生当所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，

所述参考信号产生单元包括：

形成电流镜电路的预定对数的晶体管，和

切换单元，所述切换单元被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量，

所述程序被构造用来使计算机执行包括如下步骤的处理：

获取被摄图像的亮度；和

控制所述切换单元以在基于所述图像的所述亮度将所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益的时候，减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

(6)

一种包括有成像元件的电子设备，

所述成像元件包括：

AD转换单元，所述AD转换单元被构造为对像素输出的像素信号进行AD(模数)转换；和

参考信号产生单元，所述参考信号产生单元被构造为产生当在所述AD转换单元中对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，

其中，所述参考信号产生单元包括：

形成电流镜电路的预定对数的晶体管，和

切换单元，所述切换单元被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

本发明的实施例不限于上述的实施例，并且不偏离本发明主旨的各种变更也是可能的。

附图标记列表

11 成像器件

12 光学系统

13 成像元件

14 信号处理电路

15 自动曝光处理电路

16 显示单元

17 存储单元

21 像素区

22 垂直驱动电路

23 列信号处理电路

24 水平驱动电路

25 输出电路

26 斜坡信号产生电路

27 控制电路

31 像素

32 水平信号线

33 垂直信号线

34 数据输出信号线

41 列处理单元

42 比较器

43 计数器

44 电阻

45、46 电容器

47 开关

51 增益控制单元

Claims (6)

1.一种成像元件，其包括：

AD转换单元，所述AD转换单元被构造为对像素输出的像素信号进行AD(模数)转换；和

参考信号产生单元，所述参考信号产生单元被构造为产生当在所述AD转换单元中对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，

其中，所述参考信号产生单元包括：

形成电流镜电路的预定对数的晶体管，和

切换单元，所述切换单元被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

2.根据权利要求1所述的成像元件，还包括：

控制单元，所述控制单元被构造为获取被摄图像的亮度，并且控制所述切换单元以在基于所述图像的所述亮度将所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益的时候，减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

3.根据权利要求2所述的成像元件，其中，所述控制单元控制所述切换单元以减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量并且还减小所述电流镜电路的参考电流。

4.一种用于成像元件的增益控制方法，

所述成像元件包括：

AD转换单元，所述AD转换单元被构造为对像素输出的像素信号进行AD(模数)转换，和

参考信号产生单元，所述参考信号产生单元被构造为产生当所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，

所述参考信号产生单元包括：

形成电流镜电路的预定对数的晶体管，和

切换单元，所述切换单元被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量，

所述增益控制方法包括如下步骤：

获取被摄图像的亮度；和

控制所述切换单元以在基于所述图像的所述亮度将所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益的时候，减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

5.一种使计算机执行对成像元件的控制的程序，

所述成像元件包括：

AD转换单元，所述AD转换单元被构造为对像素输出的像素信号进行AD(模数)转换，和

参考信号产生单元，所述参考信号产生单元被构造为产生当所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，

所述参考信号产生单元包括：

形成电流镜电路的预定对数的晶体管，和

切换单元，所述切换单元被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量，

所述程序被构造用来使计算机执行包括如下步骤的处理：

获取被摄图像的亮度；和

控制所述切换单元以在基于所述图像的所述亮度将所述AD转换单元对所述像素信号进行AD转换时的增益设置为高增益的时候，减小与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。

6.一种包括有成像元件的电子设备，

所述成像元件包括：

AD转换单元，所述AD转换单元被构造为对像素输出的像素信号进行AD(模数)转换；和

参考信号产生单元，所述参考信号产生单元被构造为产生当在所述AD转换单元中对所述像素信号进行AD转换时所参考的参考信号，

其中，所述参考信号产生单元包括：

形成电流镜电路的预定对数的晶体管，和

切换单元，所述切换单元被构造用来切换与所述电流镜电路连接的所述晶体管的数量。