本公開涉及一種成像裝置。

背景技術：

1、在成像裝置中，可以使用具有簡單配置的單斜率模擬數(shù)字轉換器(adc)來執(zhí)行ad轉換。這種類型的adc利用計數(shù)器對光電轉換的像素信號與鋸齒狀的斜坡波信號相交之前的時間進行計數(shù)，并基于計數(shù)值生成數(shù)字信號(參見專利文獻1)。

2、引用列表

3、專利文獻

4、專利文獻1：日本專利申請公開第2020-136935號。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的問題

2、最近的相機、智能電話等可以配備有高動態(tài)范圍(hdr)功能以便增大捕獲圖像的動態(tài)范圍。hdr是一種用于在改變靈敏度和增益的同時組合通過執(zhí)行多次成像而獲得的圖像的技術，并且在可以抑制捕獲圖像中的曝光過度亮點的同時，還消除了阻擋的陰影。在hdr中，為了防止在合成圖像時模糊，期望不對要組合的每個圖像執(zhí)行曝光，而是通過改變靈敏度和增益來讀取在一次曝光中獲取的信號。

3、為了使用傳統(tǒng)的單斜率adc實現(xiàn)單曝光hdr功能，需要為每列設置多個adc，或者在復位一次后執(zhí)行改變靈敏度和增益的處理，這導致電路配置的復雜化和噪聲的增大。

4、因此，本公開提供一種能夠在不增大噪聲的情況下通過簡單的電路配置實現(xiàn)單曝光hdr功能的成像裝置。

5、問題的解決方案

6、為了解決上述問題，根據(jù)本公開，提供了一種成像裝置，包括：

7、第一比較電路，輸出根據(jù)第一輸入信號與對應于第一增益的第一參考信號的信號電平之間的比較結果的第一信號；

8、第二比較電路，輸出根據(jù)第二輸入信號與對應于具有與第一增益的增益量不同的增益量的第二增益的第二參考信號之間的比較結果的第二信號；以及

9、第三比較電路，在彼此不同的定時輸出根據(jù)第一信號與第一輸入信號的信號電平之間的比較結果的第三信號以及根據(jù)第二信號與第二輸入信號之間的比較結果的第四信號。

10、第一參考信號可以包括信號電平根據(jù)時間的流逝以第一斜率變化的信號周期；

11、第二參考信號可以包括信號電平根據(jù)時間的流逝以與第一斜率不同的第二斜率變化的信號周期，

12、當?shù)谝粎⒖夹盘柡偷谝惠斎胄盘柕男盘栯娖奖舜艘恢聲r，第一比較電路可以使第一信號的信號電平轉變；并且

13、當?shù)诙⒖夹盘柡偷诙斎胄盘柕男盘栯娖奖舜艘恢聲r，第二比較電路可以使第二信號的信號電平轉變。

14、第一參考信號可以包括第一信號周期和第二信號周期，在第一信號周期中，信號電平以與復位電平對應的第一斜率變化，在第二信號周期中，信號電平以與信號電平對應的第一斜率變化；并且

15、第二參考信號可以包括第三信號周期和第四信號周期，在第三信號周期中，信號電平以與復位電平對應的第二斜率變化，在第四信號周期中，信號電平以與信號電平對應的第二斜率變化。

16、第二增益可以具有比第一增益的增益量大的增益量，并且

17、第一參考信號的每單位時間的信號變化量可以大于第二參考信號的每單位時間的信號變化量。

18、第一比較電路可以在相應不同的定時輸出根據(jù)第一輸入信號與對應于復位電平的第一參考信號之間的比較結果的第一信號以及根據(jù)第一輸入信號與對應于信號電平的第一參考信號之間的比較結果的第一信號，以及

19、第二比較電路可以在相應不同的定時輸出根據(jù)第二輸入信號與對應于復位電平的第二參考信號之間的比較結果的第二信號以及根據(jù)第二輸入信號與對應于信號電平的第二參考信號之間的比較結果的第二信號。

20、可以包括生成第一參考信號和第二參考信號的參考信號生成電路，其中，

21、從第一比較電路輸出的第一信號和從第二比較電路輸出的第二信號可以經(jīng)由公共信號線輸入到第三比較電路。

22、參考信號生成電路可以依次輸出用于復位電平的第一參考信號、用于復位電平的第二參考信號、用于信號電平的第二參考信號和用于信號電平的第一參考信號。

23、參考信號生成電路可以依次輸出用于復位電平的第二參考信號、用于復位電平的第一參考信號、用于信號電平的第一參考信號和用于信號電平的第二參考信號。

24、第一比較電路可以在參考信號生成電路輸出第一參考信號的時段期間執(zhí)行與第一輸入信號的比較處理并輸出第一信號，并且在參考信號生成電路輸出第二參考信號的時段期間停止輸出第一信號，以及

25、第二比較電路可以在參考信號生成電路輸出第二參考信號的時段期間執(zhí)行與第二輸入信號的比較處理并輸出第二信號，并且在參考信號生成電路輸出第一參考信號的時段期間停止輸出第二信號。

26、第一比較電路可以包括：

27、第一晶體管，包括提供第一輸入信號的源極以及提供根據(jù)第一參考信號的電壓的柵極；

28、第一電容器，連接到第一晶體管的柵極并且保持根據(jù)第一參考信號的初始電壓的電荷；

29、第一開關，切換是否使第一晶體管的柵極和漏極之間短路；以及

30、第二開關，切換是否將第一晶體管的漏極電壓提供給第三比較電路，以及

31、第二比較電路可以包括：

32、第二晶體管，包括提供第二輸入信號的源極以及提供根據(jù)第二參考信號的電壓的柵極；

33、第二電容器，連接到第二晶體管的柵極并且保持根據(jù)第二參考信號的初始電壓的電荷；

34、第三開關，切換是否使第二晶體管的柵極和漏極短路之間短路；以及

35、第四開關，切換是否將第二晶體管的漏極電壓提供給第三比較電路。

36、第二開關可以在第一參考信號和第一輸入信號被輸入到第一比較電路的時段期間將第一晶體管的漏極電壓提供給第三比較電路，并且在第二參考信號和第二輸入信號被輸入到第二比較電路的時段期間切斷第一晶體管的漏極與第三比較電路之間的連接路徑，以及

37、第四開關可以在第二參考信號和第二輸入信號被輸入到第二比較電路的時段期間將第二晶體管的漏極電壓提供給第三比較電路，并且在第一參考信號和第一輸入信號被輸入到第一比較電路的時段期間切斷第二晶體管的漏極與第三比較電路之間的連接路徑。

38、第一比較電路可以包括：

39、第五開關，切換是否將第一參考信號提供給第一電容器的一端；以及

40、第六開關，切換是否將預定電壓電平的標準電壓提供給第一電容器的一端；

41、第二比較電路可以包括：

42、第七開關，切換是否將第二參考信號提供給第二電容器的一端；以及

43、第八開關，切換是否將標準電壓提供給第二電容器的一端；并且

44、在第一比較電路執(zhí)行第一參考信號與第一輸入信號的信號電平之間的比較處理的時段期間，第五開關可以將第一參考信號提供給第一電容器的一端，第六開關可以不將標準電壓提供給第一電容器的一端，第七開關可以不將第二參考信號提供給第二電容器的一端，并且第八開關可以將標準電壓提供給第二電容器的一端，并且

45、在第二比較電路執(zhí)行第二參考信號與第二輸入信號的信號電平之間的比較處理的時間段期間，第五開關可以不將第一參考信號提供給第一電容器的一端，第六開關可以將標準電壓提供給第一電容器的一端，第七開關可以將第二參考信號提供給第二電容器的一端，并且第八開關可以不將標準電壓提供給第二電容器的一端。

46、第一比較電路可以包括第三電容器，該第三電容器連接在第一電容器與第一晶體管的柵極之間的連接節(jié)點與標準電壓節(jié)點之間；

47、第二比較電路可以包括第四電容器，該第四電容器連接在第二電容器與第二晶體管的柵極之間的連接節(jié)點與標準電壓節(jié)點之間，并且

48、第一電容器、第二電容器、第三電容器和第四電容器的電容可以是可變的。

49、第一比較電路可以包括第一緩沖器，該第一緩沖器緩沖第一參考信號并將第一參考信號提供給第一電容器的一端；并且

50、第二比較電路可以包括第二緩沖器，該第二緩沖器緩沖第二參考信號并將第二參考信號提供給第二電容器的一端。

51、一個參考信號線可以包括在相應不同的定時發(fā)送第一參考信號和第二參考信號，并且

52、參考信號線可以連接到第一電容器的一端和第二電容器的一端。

53、可以包括：

54、第一參考信號線，將第一參考信號提供給第一電容器的一端；以及

55、第二參考信號線，將第二參考信號提供給第二電容器的一端。

56、可以進一步包括第四比較電路，該第四比較電路輸出根據(jù)第三輸入信號與對應于具有與第一增益和第二增益的增益量不同的增益量的第三增益的第三參考信號之間的比較結果的第五信號，其中，

57、第三比較電路可以在相應不同的定時輸出根據(jù)第一信號與第一輸入信號的信號電平之間的比較結果的第三信號、根據(jù)第二信號與第二輸入信號之間的比較結果的第四信號、以及根據(jù)第五信號與第三輸入信號之間的比較結果的第六信號。

58、可以包括：

59、多個像素，被布置在第一方向和第二方向上，并且每個像素包括執(zhí)行光電轉換的像素電路；以及

60、模擬數(shù)字轉換器，基于由布置在第一方向上的兩個或更多個像素光電轉換的信號將輸入信號轉換為數(shù)字信號的，其中，

61、模擬數(shù)字轉換器可以針對布置在第一方向上的兩個或更多個像素中的每一個包括第一比較電路、第二比較電路和第三比較電路。

62、像素電路可以包括：

63、轉換效率切換電路，與第一比較電路和第二比較電路的比較處理同步地切換光電轉換效率，并且

64、轉換效率切換電路可以使第二比較電路執(zhí)行比較處理的時段期間的光電轉換效率高于第一比較電路執(zhí)行比較處理的時段期間的光電轉換效率。

65、可以在第二方向上針對每個像素布置：

66、第一區(qū)域，其中設置有第一電容器，該第一電容器保持根據(jù)第一比較電路中的第一參考信號的初始電壓的電荷，

67、第二區(qū)域，其中設置有除第一比較電路中的第一電容器之外的電路元件，

68、第三區(qū)域，其中設置有第二電容器，該第二電容器保持根據(jù)第二比較電路中的第二參考信號的初始電壓的電荷，

69、第四區(qū)域，其中設置有除第二比較電路中的第二電容器之外的電路元件，以及

70、第五區(qū)域，其中設置有第三比較電路，

71、第一區(qū)域和第二區(qū)域可以沿著第一方向彼此相鄰布置，并且

72、第三區(qū)域和第四區(qū)域可以沿著第一方向彼此相鄰布置。