CN107959809A - 图像传感器、摄像设备和图像传感器的控制方法 - Google Patents

图像传感器、摄像设备和图像传感器的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种图像传感器、摄像设备和图像传感器的控制方法。该图像传感器包括：像素部，用于输出像素信号；设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。

Description

图像传感器、摄像设备和图像传感器的控制方法
技术领域
本发明涉及图像传感器、摄像设备和图像传感器的控制方法。
背景技术
近年来，在使用诸如CMOS图像传感器等的图像传感器的摄像设备中，发展了高级功能和多功能化以满足各种需求。针对CMOS图像传感器，随着像素数量和摄像速度的增大，存在能够以更高速度读取像素信号的方法的需求。作为针对高速读取的措施，近年来，具有如下的模数转换电路(以下称为“ADC”)的图像传感器变得普及，其中，这些模数转换电路各自是针对各列所设置的，并且进行模数转换(以下称为“AD转换”)并输出数字信号。通过针对各列配置ADC，使得可以将像素信号数字化地发送至图像传感器的外部，从而使得能够进行高速读取。
在日本特开2005-278135中，采用单斜坡方法作为针对各列的ADC中的AD转换方法。在单斜坡方法中，使用比较器和计数器，并且将模拟像素信号输入至比较器的一个输入，而将随着时间而具有斜率地变化的电压的斜坡电压作为参考信号输入至该比较器的另一输入。在像素信号和参考信号之间的大小关系反转的情况下，比较器的输出也被反转。计数器随着时间的经过进行数字计数，并且在比较器的输出被反转时停止进行计数进程。这样，计数器的值是与模拟像素信号相对应的数字值，由此进行AD转换。
在单斜坡型ADC的情况下，为了实现信号输出的较高的位分辨率，计数器的计数时间变长。例如，为了将AD转换的分辨率从12位提高至14位，如果计数器的工作时钟是恒定的，则与12位的情况相比，针对14位需要四倍长的时间作为AD转换时间段。
另一方面，在日本特开2013-9087中，提出了通过根据像素信号的输出电平(振幅)切换AD转换的分辨率来以更高速度读取像素信号的技术。在ADC中所包括的选择电路进行对具有较大振幅的像素信号的AD转换的情况下，选择具有陡斜率的斜坡电压，并且以较低的位分辨率来进行AD转换。另一方面，在进行对具有较小振幅的像素信号的AD转换的情况下，选择具有缓斜率的斜坡电压，并且以较高的位分辨率来进行AD转换。这样，在单斜坡方法中，尽管位分辨率较低，但是可以缩短需要花费时间来进行AD转换的具有较大振幅的信号的AD转换时间。
已知在例如以长时间曝光来进行拍摄的情况下在图像传感器中会生成暗电流。由于因图像传感器中的暗电流而引起的输出与曝光时间段成比例增加，因此在长时间曝光拍摄条件下其影响无法被忽视。为了去除暗电流的影响，进行从信号成分中减去暗电流成分的处理，然而，该处理通常在信号被转换成数字信号之后进行。
在如日本特开2013-9087那样信号的振幅较大时，在以较低的位分辨率来进行AD转换的情况下，在暗电流增加的拍摄条件下，即使实际的光信号的振幅较小，振幅也由于暗电流成分而增大，这会导致较小的振幅光信号以较低的位分辨率被AD转换的问题。
发明内容
本发明是有鉴于上述情形而作出的，并且即使在暗电流增加的条件下进行斜坡电压比较方法的AD转换的情况下，也获得高质量的图像。
根据本发明，提供一种图像传感器，包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述图像传感器还包括：设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
此外，根据本发明，提供一种图像传感器，包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述图像传感器还包括：设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
此外，根据本发明，提供一种摄像设备，其包括图像传感器，其中，所述图像传感器包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述图像传感器还包括：设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
此外，根据本发明，提供一种摄像设备，其包括图像传感器，其中，所述图像传感器包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述图像传感器还包括：设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
此外，根据本发明，提供一种摄像设备，包括：像素部，用于输出像素信号；其特征在于，所述摄像设备还包括：设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
此外，根据本发明，提供一种摄像设备，包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述摄像设备还包括：设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
此外，根据本发明，提供一种图像传感器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据拍摄条件来设置基准电压；将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与从像素部输出的像素信号进行比较；根据在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及将所选择的比较电压与所述像素信号进行比较，并且对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
此外，根据本发明，提供一种图像传感器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与从所述像素部输出的像素信号进行比较；根据在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及将所选择的比较电压与所述像素信号进行比较，并且对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
此外，根据本发明，提供一种图像传感器，包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述图像传感器还包括：设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及AD转换器，用于以所述选择器所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
此外，根据本发明，提供一种图像传感器，包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述图像传感器还包括：设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及AD转换器，用于以所述选择器所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
此外，根据本发明，提供一种摄像设备，包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述摄像设备还包括：设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及AD转换器，用于以所述选择器所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
此外，根据本发明，提供一种摄像设备，包括：像素部，用于输出像素信号，其特征在于，所述摄像设备还包括：设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；比较器，用于将所述基准电压与所述像素信号进行比较；选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及AD转换器，用于以所述选择器所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
此外，根据本发明，提供一种图像传感器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据拍摄条件来设置基准电压；将所述基准电压与从像素部输出的像素信号进行比较；根据在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及以所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
此外，根据本发明，提供一种图像传感器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；将所述基准电压与从所述像素部输出的像素信号进行比较；根据在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及以所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
并入并构成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明的实施例的摄像设备的整体结构的框图；
图2是示出根据实施例的图像传感器的结构的框图；
图3是示出根据实施例的图像传感器的单位像素和列电路的电路结构的示例的图；
图4是示出根据第一实施例的图像传感器的正常拍摄时的信号读出操作的示例的时序图；
图5是示出根据第一实施例的图像传感器在长时间曝光和高温拍摄条件下的信号读出操作的示例的时序图；
图6是示出根据第一实施例的基准电压VREF的设置条件的示例的图；
图7是示出根据第二实施例的图像传感器的像素部的结构示例的图；以及
图8是示出根据第三实施例的图像传感器在长时间曝光和高温拍摄条件下的信号读出操作的示例的时序图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细说明本发明的典型实施例。
第一实施例
图1是示出根据本发明实施例的摄像设备100的整体结构的框图。在图1中，穿过摄像透镜101和光圈102的光在摄像透镜101的焦点位置附近形成图像。尽管将摄像透镜101示出为单个透镜，但是实际上其由多个透镜的组构成。图像传感器103例如是CMOS图像传感器，并且具有根据光量将摄像透镜101所形成的被摄体图像转换成电信号、并且将电信号转换成可以进行数据处理的图像信号的功能。信号处理电路104对从图像传感器103输出的图像信号进行诸如信号放大和基准电平调节等的各种校正以及数据重排等。定时发生器105将驱动定时信号输出至图像传感器103和信号处理电路104等。
控制/处理电路106对包括图像传感器103和信号处理电路104等的摄像设备100整体进行整体驱动和控制。控制/处理电路106还对从信号处理电路104输出的图像信号进行预定图像处理和缺陷校正等。存储器电路107和记录电路108是用于记录和保持从控制/处理电路106输出的图像信号等的诸如非易失性存储器或存储卡等的记录介质。操作电路109接收来自摄像设备100中所设置的操作构件的信号，并且将用户指示反映至控制/处理电路106。显示电路110显示拍摄后的图像、实时取景图像以及各种设置画面等。
接着，将参考图2和3来说明图像传感器103的结构。图2是示出根据实施例的图像传感器103的结构的示例的框图。
在图像传感器103中，以矩阵配置多个单位像素200。在图2中，示出以4行和4列配置总共16个单位像素200的情况，但是实际配置有数千万的单位像素200。单位像素200设置有红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的拜尔配置的颜色滤波器。在图2中，单位像素200各自中所写入的字符和数字表示像素的颜色和地址。例如，G01表示第0(最上部)行和第1列的G(绿色)像素。各单位像素200将通过与入射光量相对应的光电转换所获得的像素信号输出至列输出线201。电流源202连接至各列输出线201。
读出电路部203包括多个列电路211，并且将列输出线201上的像素信号分别输入至列电路211并进行模数(A/D)转换。斜坡电压生成电路204生成要用于列电路211所进行的AD转换的斜坡电压。注意，斜坡电压的电位相对于时间以恒定的变化率改变，并且斜坡电压生成电路204可以同时生成具有不同斜率的多种模式的斜坡电压。此外，斜坡电压生成电路204还生成基准电压VREF。在水平扫描电路205的驱动下，将通过列电路211所A/D转换的信号经由水平输出线209和数字输出处理电路210顺次输出至图像传感器103的外部。垂直扫描电路206选择要驱动的像素行，并且经由针对各行所设置的信号线207来驱动所选择的像素行。应当注意，在图2中，仅针对第0行示出了信号线207，但是实际上针对各行设置了信号线207。
根据定时发生器(TG)208的定时信号来分别使垂直扫描电路206、斜坡电压生成电路204、读出电路部203、水平扫描电路205和数字输出处理电路210进行工作。此外，TG 208根据来自图1中的定时发生器105的定时信号而进行工作。
图3是示出根据实施例的图像传感器103的单位像素200和列电路211的电路结构的示例的图。在单位像素200中，作为光电转换单元的光电二极管(PD)301接收摄像透镜101所形成的光学图像，生成电荷，并且累积所生成的电荷。将PD 301中所累积的电荷经由传输MOS晶体管(传输开关)302而传输至浮动扩散部(FD)304。在接通选择开关306时，将传输至FD 304的电荷作为与该电荷相对应的电压经由形成源极追踪放大器的放大MOS晶体管(SF)305而输出至列输出线201。以行为单位控制选择开关306，并且将所选择的行的像素信号同时输出至各列的列输出线201。复位MOS晶体管(复位开关)303经由传输开关302将FD 304的电位和PD 301的电位复位成VDD。经由连接至垂直扫描电路206的信号线207，分别通过控制信号PTX、PRES和PSEL来控制传输开关302、复位开关303和选择开关306。
接着，将说明构成读出电路部203的列电路211。如上所述，读出电路部203包括多个列电路211，并且将从列输出线201输出的信号输入至列电路211。放大器401对输出至列输出线201的信号进行放大，并且使用电容器403来保持信号电压。通过利用控制信号PSH接通/断开的开关402来控制向电容器403的写入。向比较器405的一个输入，经由选择电路404来选择性地输入从图2所示的斜坡电压生成电路204供给的基准信号VREF、或者作为比较电压的斜坡电压VslopeH或VslopeL。稍后将说明选择电路404的操作的详情。将电容器403中所写入的放大器401的输出信号电压输入至比较器405的另一输入。比较器405将放大器401的输出信号电压与基准电压VREF、或者作为比较电压的斜坡电压VslopeH或VslopeL进行比较，并且根据大小关系输出低电平和高电平这两个值之一。具体地，在从选择电路404输入的电压小于放大器401的输出信号电压的情况下，比较器405输出低电平，以及在从选择电路404输入的电压大于放大器401的输出信号电压的情况下，比较器405输出高电平。在作为比较电压的斜坡电压VslopeH或VslopeL的转变开始的同时，启动时钟CLK。然后，在比较器405的输出处于高电平的情况下，计数器406响应于时钟CLK而递增，并且在比较器405的输出反转成低电平(大小关系反转)的同时停止计数。
将在比较器405中将基准电压VREF和来自放大器401的输出信号进行比较的结果保持在判断值存储器407中。在N存储器408中，例如，保持通过对FD 304的复位解除电平的模拟信号的AD转换所获得的数字信号(以下称为“N信号”)。在S存储器409中，保持通过对通过将PD 301的信号叠加在FD 304的N信号上所获得的模拟信号进行AD转换而获得的数字信号(以下称为“S信号”)。稍后将说明与判断值存储器407、N存储器408和S存储器409中所保持的信号有关的详情。
在来自水平扫描电路205的控制信号的控制下，将判断值存储器407、N存储器408和S存储器409中所保持的信号经由水平输出线410、411和412输出至数字输出处理电路210。然后，在数字输出处理电路210中，从S信号减去N信号，并且输出去除了作为噪声的主要因素的FD 304的复位噪声成分的信号。稍后将说明数字输出处理电路210的处理。
接着，将参考图4所示的时序图来说明从具有图3所示的电路结构的图像传感器103的一行的单位像素200的信号读取操作。注意，在本实施例中的图像传感器103具有通过根据信号的输出电平选择多种类型的斜坡电压之一并使用所选择的斜坡电压来进行AD转换的模式。图4示意性示出各驱动脉冲的定时、斜坡电压VslopeH或VslopeL、基准电压VREF、时钟CLK和水平扫描脉冲信号。另外，还示出从放大器401在各定时输出的电位V1。比较输出COMP表示比较器405的输出电平。
在从PD 301读取信号之前，复位开关303的控制信号PRES变成Hi(时刻t500)。结果，SF 305和FD 304的栅极被复位成复位电源电压。在时刻t501，控制信号PSEL被设置成Hi，并且SF 305被设置成工作状态。然后，在时刻t502，控制信号PRES被设置成Lo，以解除FD304的复位。读出此时的FD 304的电位作为向列输出线201的复位解除电平的模拟信号(N信号)，并且将该电位输入至构成读出电路部203的列电路211。在时刻t503和t504，通过顺次将控制信号PSH设置成Hi和Lo以接通开关402、然后断开开关402，在放大器401处以期望增益对输出至列输出线201的N信号进行放大，然后保持在电容器403中。将电容器403中所保持的N信号的电位输入至电容器405的一个输入。
在时刻t504断开开关402之后，从时刻t505至时刻t507，通过斜坡电压生成电路204，随着时间的经过而使斜坡电压VslopeL从初始值起减小。注意，斜坡电压生成电路204可以同时生成具有不同斜率的多个斜坡电压，即具有陡斜率的斜坡电压VslopeH和具有缓斜率的斜坡电压VslopeL，并且将它们输入至列电路211。然而，这里仅生成斜坡电压VslopeL，并且将斜坡电压VslopeL经由列电路211的选择电路404输入至比较器405。通过使用斜坡电压VslopeL作为比较电压，对于同样的信号振幅，与使用斜坡电压VslopeH的情况相比，可以以更高的分辨率来进行AD转换。这些操作是通过将控制信号从TG 208发送至斜坡电压生成电路204和列电路211的选择电路404来实现的。
与斜坡电压VslopeL在时刻t505开始转变的同时，开始将时钟CLK供给至计数器406。计数器406的值根据时钟CLK的数量而增加。在输入至比较器405的斜坡电压VslopeL达到与N信号的电平相同的电平时(时刻t506)，比较器405的比较输出COMP变成低电平，并且同时还停止计数器406的操作。在停止计数器406的操作时的计数值是N信号的AD转换值，并且将该值保持在N存储器408中。
接着，在将数字化后的N信号保持在N存储器408中之后的时刻t507和t508，将控制信号PTX顺次设置成Hi和Lo，并且将PD 301中所累积的光电荷传输至FD 304。然后，将与该电荷量相对应的FD 304的电位波动作为S信号(光成分+复位噪声成分(N信号))而输出至列输出线201，并且输入至列电路201。在通过放大器401以期望增益放大S信号之后，在时刻t509和t510，将控制信号PSH顺次设置成Hi和Lo以接通和断开开关402，由此将S信号保持在电容器403中。将在电容器403中所保持的S信号的电位输入至比较器405的其中一个输入。在时刻t510断开开关402之后，在从时刻t511至时刻t512的时间段期间，将基准电压VREF输入至比较器405的另一输入。通过斜坡电压生成电路204来生成基准电压VREF，并且经由列电路211的选择电路404将基准电压VREF输入至比较器405。
随后，从时刻t513至时刻t515，斜坡电压生成电路204随着时间的经过使斜坡电压VslopeL或VslopeH从初始值减小。根据比较器405在时刻t511和t512之间的比较输出COMP的值(比较结果)来确定各列电路211将斜坡电压VslopeH和VslopeL中的哪一个输入至比较器405。
在图4所示的示例中，在将输出电压Vl的电平与基准电压VREF(基准值)的电平进行比较的情况下，由于输出电压Vl小于基准电压VREF(V1)，因此比较输出COMP是高电平(＝1)。还将比较输出COMP电平输入至选择电路404。在比较输出COMP＝1的情况下，选择具有相对陡的斜率的斜坡电压VslopeH，并且将斜坡电压VslopeH输入至比较器405。另一方面，在输出电压Vl≥基准电压VREF的情况下，比较输出COMP＝0，并且选择具有相对缓的斜率的斜坡电压VslopeL。这里，将从时刻t511至时刻t512的比较输出COMP的值设置为判断值J，并且将判断值J输入至选择电路404，并且还将其保持在判断值存储器407中。尽管图3中未示出，但是可以设置开关，以使得仅在从时刻t511至时刻t512的时间段期间，将比较器405的输出输入至选择电路404和判断值存储器407。
在斜坡电压VslopeH的转变开始的同时，将时钟CLK供给至计数器406。计数器406的值根据时钟CLK的数量而增加。在输入至比较器405的斜坡电压VslopeH达到与S信号的电平相同的电平的情况下，比较器405的比较输出COMP变成低电平(时刻t514)，并且同时还停止计数器406的操作。停止计数器406的操作时的计数值是S信号的AD转换值，并且将该计数值保持在作为针对S信号的存储器的S存储器409中。
随后，通过水平扫描电路205来读取判断值存储器407、N存储器408和S存储器409中所保持的信号。通过从时刻t515起顺次操作列电路211，将判断值存储器407、N存储器408和S存储器409中所保持的信号经由水平信号线410、411和412发送至数字输出处理电路210。然后，在数字输出处理电路210中对信号进行了运算处理之后，将这些信号输出至图像传感器103的外部。
在数字输出处理电路210中，计算通过从S信号减去N信号所获得的差分信号电平(光成分)，并且在本实施例中，在S信号－N信号计算之前，根据在S信号的AD转换时所选择的斜坡电压来校正AD转换结果。
这里，将说明AD转换结果的校正处理。例如，在斜坡电压VslopeH的斜率是斜坡电压VslopeL的斜率的4倍的情况下，在使用斜坡电压VslopeH进行AD转换时，与时钟CLK的一个计数相对应的信号振幅是使用斜坡电压VslopeL的信号振幅的4倍。因此，为了匹配与信号的电位电平相对应的数字输出，进行以4倍的数字增益来对斜坡电压VslopeH所AD转换后的计数值进行放大的处理。可以基于判断值存储器407中所保持的判断值J来判断是否需要对输入至数字输出处理电路210的S信号进行校正处理。更具体地，如果判断值J＝1，则由于选择了斜坡电压VslopeH，因此进行用于以4倍来放大S信号的处理，以及如果判断值J＝0，则由于选择了斜坡电压VslopeL，因此不进行用于放大S信号的处理。
用于确定判断值J的基准电压VREF的电平可以是任意设置的。例如，在斜坡电压VslopeH的斜率是斜坡电压VslopeL的斜率的4倍的情况下，基准电压VREF的电平可以被设置成要被A/D转换的输出信号的最大振幅的1/4。例如，在要被A/D转换的输出信号的最大振幅是1[V]的情况下，基准电压VREF被设置成等于0.25[V]的振幅。在AD转换时以12位来进行计数直至4095的配置中，斜坡电压VslopeL被控制成使得振幅在计数4095时变成0.25[V]。此外，斜坡电压VslopeH被控制成使得振幅在计数4095时变成1[V]。在利用这些配置来进行AD转换的情况下，以从0至4095的每一个计数地递增来获得针对低亮度的输出值、即针对具有0.25[V]以下的较小振幅的输出的校正处理的结果。此外，以从4096至16380的每四个计数地递增来获得针对高亮度的输出值、即针对具有大于0.25[V]且等于或小于1[V]的较大振幅的输出的校正处理的结果。这样，尽管与低亮度输出的分辨率相比高亮度输出的分辨率变得较粗糙，但是可以在无需花费与14位相对应的计数的情况下高速进行AD转换。
这样，已知在进行长时间曝光的情况下或者在高温下进行拍摄的情况下、摄像装置中所生成的暗电流的影响变变大。由于信号上的暗电流的量与曝光时间段成比例，因此在需要长时间曝光的拍摄条件下其影响无法被忽视。另外，暗电流具有高温依赖性，并且在温度上升8～10℃的情况下，暗电流量大致是2倍。如果在暗电流大的条件下通过图4所述的驱动方法来进行AD转换，则即使实际的光信号具有较小的振幅，振幅也由于暗电流而增大，并且使用斜坡电压VslopeH来进行AD转换，这导致粗糙的位分辨率，结果，图像质量劣化。
因此，在本实施例中，根据所设置的拍摄条件来改变基准电压VREF的值。具体地，在暗电流增加的拍摄条件下，增大基准电压VREF的振幅，并且将使用具有相对小的斜率的斜坡电压VslopeL来进行AD转换的范围变宽。
图5是示出长时间曝光和高温拍摄条件下的信号读出操作的示例的时序图。从时刻t600至时刻t610的操作与在图4所示的正常拍摄期间从时刻t500至时刻t510的操作相同，并且将省略其说明。
在时刻t610断开开关402之后，在从时刻t611至时刻t612的时间段期间将基准电压VREF输入至比较器405的另一输入。通过斜坡电压生成电路204来生成基准电压VREF，并且经由列电路211的选择电路404将基准电压VREF输入至比较器405。这里，相对于在图4所示的正常拍摄时的V1，基准电压VREF给出具有较大振幅的V2。
随后，从时刻t613至时刻t615，斜坡电压生成电路204随着时间的经过而使斜坡电压VslopeL或VslopeH从初始值减小。根据比较器405从时刻t611至时刻t612的比较输出COMP的值来决定各列电路211将斜坡电压VslopeH和VslopeL中的哪一个输入至比较器405。
在图5所示的示例中，在将输出电压Vl的电平与基准电压VREF(基准值)的电平进行比较的情况下，由于输出电压Vl等于或大于基准电压VREF(V2)，因此比较输出COMP变成低电平(＝0)。因此，选择具有相对缓的斜率的斜坡电压VslopeL。这里，将从时刻t611至时刻t612的比较输出COMP的值作为判断值J输入至选择电路404中，并且还将判断值J保持在判断值存储器407中。
在斜坡电压VslopeL的转变开始的同时，将时钟CLK供给至计数器406。计数器406的值根据时钟CLK的数量而增加。在输入至比较器405的斜坡电压VslopeL达到与S信号的电平相同的电平的情况下，比较器405的比较输出COMP变成低电平(时刻t614)，并且同时还停止计数器406的操作。在停止计数器406的操作时的计数值是S信号的AD转换值，并且将该计数值保持在针对S信号的存储器的S存储器409中。
随后，通过水平扫描电路205来读取判断值存储器407、N存储器408和S存储器409中所保持的信号。通过从时刻t615起顺次操作列电路211，将判断值存储器407、N存储器408和S存储器409中所保持的信号经由水平输出线410、411和412发送至数字输出处理电路210。然后，在数字输出处理电路210对信号进行了运算处理之后，将这些信号输出至图像传感器103的外部。
应当注意，需要将斜坡电压VslopeL改变成与基准电压VREF的电位相同的电位。在该驱动下，基准电压VREF是V2，并且振幅电压大于V1。因此，与斜坡电压VslopeL改变成V1的图4所示的时刻t515相比，时刻t615更晚。而且，与基准电压VREF是V1的情况相比，计数器406所计数的计数值更大。例如，在V2是V1的2倍的情况下，计数值也是2倍。这里，由于时刻t615大于时刻t515，因此在由于输出电压V1<基准电压VREF(V2)而选择斜坡电压VslopeH的情况下，可以对具有与图4所示那样进行驱动的情况相比更大的振幅的电位进行AD转换。这样，如果增大可以进行AD转换的范围，则即使在暗电流增加的拍摄条件下，也可以获得光信号成分的输出值。在这种情况下，需要使针对AD转换结果的存储器宽度(位)大于针对要输出至图像传感器103的外部的信号的存储器宽度(位)。
例如，如上述示例中那样，考虑1[V]的输出是与14位相对应的16380的情况。在基准电压VREF相对于V1＝0.25[V]被设置成V2＝0.50[V]、并且使用被控制成使得4095计数处振幅为0.25[V]的斜坡电压VslopeL的情况下，至V2的计数值变成8191。然后，在斜坡电压VslopeH的斜率是斜坡电压VslopeL的斜率的4倍的情况下，在计数到8195时可以进行直至输出电压2[V]为止的AD转换，并且校正后的计数值变成32764。如果暗电流成分等于0.50[V]，并且如果仅可以进行直至1[V]为止的AD转换，则AD转换的范围由于暗电流成分而被压缩，并且仅可以获得0.50[V]的光信号成分。另一方面，如果可以进行直至2[V]为止的AD转换，则还可以对充分量的光信号成分进行AD转换。如果在数字输出处理电路210中减去暗电流成分、并且该暗电流成分被处理成使得匹配针对要输出至图像传感器103的外部的信号的存储器宽度然后被输出，则从图像传感器103输出的信号变成不会受暗电流影响并且具有光信号的充分动态范围的值。
尽管与图4所示的信号读出操作相比图5所示的信号读出操作需要更长时间，但是在诸如长时间曝光等的拍摄条件下以高帧频进行读取的需求小，因此图5所示的信号读出操作是优选的。
随后，将说明根据要设置的拍摄条件来改变基准电压VREF的值的具体示例。如上所述，由于在长时间曝光时不需要以高帧频进行读出，因此可以针对短时间曝光来设置基准电压VREF＝V1，并且可以针对长时间曝光来设置基准电压VREF＝V2。此外，可以根据暗电流量来切换基准电压。由于可以预先估计图像传感器103所生成的暗电流量，因此可以在图像传感器或摄像设备中存储示出基准电压VREF的设置条件的表，并且可以根据拍摄条件来切换该表。
图6是示出基准电压VREF的设置条件的表的示例。图6示出ISO 3200时的条件。例如，在拍摄时的温度是50℃(第一阈值以上，第一阈值＝40℃)并且曝光时间段是30秒(第二阈值以上，第二阈值＝8秒)的情况下，可以被设置成利用基准电压VREF＝V2来进行信号读取操作。此外，例如，在拍摄时的温度是30℃(第一阈值以下，第一阈值＝40℃)并且曝光时间段是30秒(第二阈值以下，第二阈值＝64秒)的情况下，可以被设置成利用基准电压VREF＝V1来进行信号读取操作。应当注意，在增加摄像感光度的情况下，可以在AD转换之前通过模拟放大器401来放大输出信号。在这种情况下，由于同样放大了暗电流，因此可以根据曝光时间段和摄像感光度来改变第一阈值，并且可以根据拍摄时的温度和摄像感光度来改变第二阈值。因此，如果针对各摄像感光度设置如图6所示的表，则可以根据暗电流量来进行适当的信号读出。然后，通过在数字输出处理电路210等中从读出像素信号减去暗电流成分，可以获得图像信号。利用这样获得的图像信号，由于以高分辨率来对低亮度输出进行A/D转换，因此可以获得高质量图像。
在图6中，基准电压VREF的设置值是两种类型、即V1和V2，但是还可以设置振幅大于V2的振幅的V3。此外，在这种情况下，可以针对斜坡电压VslopeL设置更大的斜率。可以进行斜坡电压VslopeL的这种设置，这是因为，在使得基准电压VREF被设置成大于V2这样的暗电流变大的情况下，噪声也相应地增加，因此即使降低AD分辨率，对图像质量的影响也小。
这样，通过根据拍摄图像时的暗电流量和拍摄条件来适当切换基准电压VREF，可以在如短时间曝光那样暗电流量小时进行高速读取，并且即使在导致暗电流量增大的拍摄条件下也可以获得高质量图像。
第二实施例
接着，将说明本发明的第二实施例。在第二实施例中，通过评价拍摄图像时的图像质量来进行基准电压VREF的设置。由于第二实施例的摄像设备的结构和图像传感器的驱动方法与第一实施例相同，因此将省略其说明。
图7是示出图像传感器103的像素部的结构示例的图。图像传感器103的像素部包括具有开口像素的开口像素区域803、作为被遮光构件遮光的基准像素区域的第一光学黑区域801和第二光学黑区域802。第一光学黑区域(以下称为“第一OB区域”)801包括不具有PD的像素，并且第二光学黑区域(以下称为“第二OB区域”)802包括具有PD的像素。第二OB区域802的像素输出包括暗电流成分，并且可以用于在拍摄图像时计算暗电流量。不具有PD的第一OB区域801的输出不具有暗电流成分，并且变成黑基准电平。然后，通过从第二OB区域802的输出减去第一OB区域801的输出，可以获取摄像时的暗电流量。注意，图7所示的像素部的结构是示例，并且可以通过分离区域来在同一行上形成第一OB区域801和第二OB区域802。
将说明使用具有如图7所示的像素部的图像传感器103的情况下的暗电流量的计算方法(检测方法)。在拍摄图像完成之后读取像素输出时，使用第二OB区域802的数个行来测量暗电流量。例如，在第二OB区域802的上部数个行中，通过使读取时间优先而设置基准电压VREF＝V1来进行AD转换。然后，通过计算数字输出处理电路210的输出的平均值并将结果输出至TG 208，来确定用于读取包括开口像素区域803的行的基准电压VREF的值。作为基准电压VREF，在所计算出的暗电流量等于或大于预定阈值的情况下设置V2，以及在所计算出的暗电流量小于预定阈值的情况下设置V1。由于图像传感器中所生成的暗电流量根据传感器而有所不同，因此在一些情况下，在根据拍摄条件的切换控制中可能无法正确地反映暗电流量。然而，通过如本实施例中那样计算暗电流量，可以适当切换AD转换。
应当注意，当驱动用于计算暗电流量的图像传感器时，仅需要知道暗电流量是否等于或大于阈值。因此，可以进行驱动，以使得基准电压VREF被设置为阈值电压，通过在模式1下进行驱动直至时刻t512为止来获得判断值J，并且根据结果来切换模式1和模式2。
第三实施例
接着，将说明本发明的第三实施例。在第三实施例中，将说明基准电压VREF的绝对值较大的情况下以高速进行读取的方法。由于在第三实施例中的摄像设备的结构和图像传感器的驱动方法与第一实施例相同，因此将省略其说明。
在第二实施例中，说明了使用第二OB区域802来计算暗电流量的方法。在第三实施例中，在进行AD转换时，通过使开始电压偏移了暗电流量来输入斜坡电压。尽管开始电压可以是与所计算出的暗电流量相对应的电压，但是由于图像信号还包括除暗电流以外的噪声成分，因此考虑到其它噪声成分，开始电压可以被设置成略高于暗电流量。通过这样使开始电压偏移，可以缩短AD转换所需的时间。结果，可以在无需使用于计数值的位宽增加与暗电流相对应的宽度的情况下配置图像传感器。
图8是示出使斜坡电压的开始电压偏移的情况下的电荷读出的示例的时序图。将参考图8来说明第三实施例的信号读取操作。由于从时刻t900至时刻t912的操作与图5中的直至时刻t612为止的操作相同，因此将省略其说明。
从时刻t913至t915，通过斜坡电压生成电路204将斜坡电压VslopeL(或VslopeH)从电压值Vα起随着时间的经过而减小。电压值Vα是考虑到作为暗电流量计算驱动的结果而计算出的暗电流量来确定的。基于比较器405在时刻t911和时刻t912之间的比较输出COMP的值来确定各列电路211将斜坡电压VslopeH和VslopeL中的哪一个输入至比较器405。
在图8所示的示例中，在将输出电压Vl的电平与基准电压VREF(基准值)的电平进行比较的情况下，输出电压Vl≥基准电压VREF(V2)，并且比较输出COMP变成低电平(＝0)。因此，选择具有相对缓的斜率的斜坡电压VslopeL。这里，将从时刻t911至时刻t912的比较输出COMP的值作为判断值J输入至选择电路404，并且还将其保持在判断值存储器407中。
在斜坡电压VslopeL开始改变的同时，将时钟CLK供给至计数器406。计数器406的值根据时钟CLK的数量(时钟数)而增加。在输入至比较器405的斜坡电压VslopeL达到与S信号的电平相同的电平时，比较器405的比较输出COMP变成低电平(时刻t914)，同时，计数器406的操作也停止。在计数器406的操作停止时的计数值是S信号的AD转换值，并且将该计数值保持在作为针对S信号的存储器的S存储器409中。作为比较，通过虚线来表示开始电压没有偏移时的斜坡电压。可以看出，S信号VI和斜坡电压VslopeL变成相同电平的时刻早于使开始电压偏移电压值Vα的时刻。
随后，通过水平扫描电路205来读取判断值存储器407、N存储器408和S存储器409中所保持的信号。通过从时刻t915起顺次操作列电路211，将判断值存储器407、N存储器408和S存储器409中所保持的信号经由水平输出线410、411和412发送至数字输出处理电路210。然后，进行诸如通过从S信号减去N信号所获得的差分信号电平(光成分)的计算等的计算处理，然后输出至图像传感器103的外部。顺便提及，与使斜坡电压的开始电压偏移电压值Vα相对应的计数值可以在数字输出处理电路210中进行相加，并进行输出。
这里，将说明电压值Vα的计算方法的示例。利用具有如图7所示的像素部的图像传感器103，在数字输出处理电路210中计算第二OB区域802的数个行的输出信号的平均值OBave。将该计算的结果输入至列电路211的选择电路404。在该结果大于预定阈值的情况下，将基准电压VREF设置成例如V2，并且进行AD转换。另外，数字输出处理电路210确定用于使斜坡电压的开始电压偏移的电压值Vα，并且将信号发送至斜坡电压生成电路204。尽管电压值Vα可以是与根据第二OB区域802的输出信号所计算出的值相对应的电压值，但是优选考虑图像信号的噪声量而使电压值Vα略微偏移。例如，还可以计算第二OB区域802的输出信号的方差量OBσ，并且例如可以根据OBave–3×OBσ来确定偏移量。可选地，可以保持开始电压值Vα相对于作为数字输出的OBave的值的表，并且可以根据该表来确定开始电压值Vα。
对于与电压值Vα相对应的计数值，预先准备与电压值和计数值相对应的表，并且将与电压值Vα相对应的计数值相加至进行了AD转换的像素信号。可选地，在信号读出之前，可以将与电压值Vα相同的电压输入至列输出线201，并且可以进行AD转换以获得与电压值Vα相对应的计数值。
这样，通过根据拍摄图像时的暗电流量来改变斜坡电压的开始电压，即使在具有大暗电流量的拍摄条件下，也可以在抑制读取时间的增加的同时获得高图像质量的图像。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (23)

1.一种图像传感器，包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述图像传感器还包括：
设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及
计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述选择器在所述像素信号小于所述基准电压的情况下选择第一比较电压，以及在所述像素信号等于或大于所述基准电压的情况下选择与所述第一比较电压相比斜率更陡的第二比较电压。
3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其中，所述拍摄条件包括温度和曝光时间段其中至少之一。
4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，与所述温度小于预定的第一阈值的情况相比，所述选择器在所述温度等于或大于所述第一阈值的情况下将所述基准电压设置成较高的电平，以及与所述曝光时间段短于预定的第二阈值的情况相比，所述选择器在所述曝光时间段等于或长于所述第二阈值的情况下将所述基准电压设置成较高的电平。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一阈值和所述第二阈值是根据所述曝光时间段或摄像感光度来设置的。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在像素部中以矩阵形式配置多个像素，并且针对各个列设置所述比较器和所述计数器。
7.一种图像传感器，包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述图像传感器还包括：
设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及
计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述选择器在所述像素信号小于所述基准电压的情况下选择第一比较电压，以及在所述像素信号等于或大于所述基准电压的情况下选择与所述第一比较电压相比斜率更陡的第二比较电压。
9.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述像素部包括多个像素，所述图像传感器还包括检测器，所述检测器用于基于从所述像素部的基准像素区域输出的信号来检测暗电流量，
其中，与所述暗电流量小于预定的阈值相比，所述设置单元在所述暗电流量等于或大于所述阈值的情况下将所述基准电压设置成较低的电平。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，基于所述检测器所检测到的暗电流量来改变所述比较电压的开始电压。
11.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，在像素部中以矩阵形式配置多个像素，并且针对各个列设置所述比较器和所述计数器。
12.一种摄像设备，其包括图像传感器，其中，所述图像传感器包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述图像传感器还包括：
设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及
计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
13.一种摄像设备，其包括图像传感器，其中，所述图像传感器包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述图像传感器还包括：
设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及
计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
14.一种摄像设备，包括：
像素部，用于输出像素信号；
其特征在于，所述摄像设备还包括：
设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及
计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
15.一种摄像设备，包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述摄像设备还包括：
设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及
计数器，用于在所述比较器将所述选择器所选择的比较电压与所述像素信号进行比较时，对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
16.一种图像传感器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据拍摄条件来设置基准电压；
将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与从像素部输出的像素信号进行比较；
根据在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及
将所选择的比较电压与所述像素信号进行比较，并且对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
17.一种图像传感器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；
将所述基准电压或者具有随着时间而变化的不同斜率的多个比较电压中的一个比较电压与从所述像素部输出的像素信号进行比较；
根据在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果，来选择所述多个比较电压中的一个比较电压；以及
将所选择的比较电压与所述像素信号进行比较，并且对直到所选择的比较电压和所述像素信号变得相等为止的时钟数进行计数。
18.一种图像传感器，包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述图像传感器还包括：
设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及
AD转换器，用于以所述选择器所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
19.一种图像传感器，包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述图像传感器还包括：
设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及
AD转换器，用于以所述选择器所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
20.一种摄像设备，包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述摄像设备还包括：
设置单元，用于根据拍摄条件来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及
AD转换器，用于以所述选择器所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
21.一种摄像设备，包括：
像素部，用于输出像素信号，
其特征在于，所述摄像设备还包括：
设置单元，用于根据所述像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；
比较器，用于将所述基准电压与所述像素信号进行比较；
选择器，用于根据所述比较器在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及
AD转换器，用于以所述选择器所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
22.一种图像传感器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据拍摄条件来设置基准电压；
将所述基准电压与从像素部输出的像素信号进行比较；
根据在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及
以所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
23.一种图像传感器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据像素部中所生成的暗电流量来设置基准电压；
将所述基准电压与从所述像素部输出的像素信号进行比较；
根据在所述基准电压和所述像素信号之间的比较的结果来选择AD转换的分辨率；以及
以所选择的分辨率来对所述像素信号进行AD转换。
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