信號處理設備、信號處理方法和攝像設備與流程

本發明涉及信號處理設備、信號處理方法和攝像設備，并且特別涉及用于進行模擬-數字轉換的信號處理設備、信號處理方法和攝像設備。

背景技術：

近來，常見的電視標準已經從被稱為“全高清”的電視標準改變成被稱為“4k2k”的電視標準，其中，在“全高清”中，存在1920個水平像素以及1080個垂直像素，以及在“4k2k”中，存在3840個水平像素以及2160個垂直像素，這是被稱為“高清”的電視標準的像素的4倍多。在將來，期待進一步轉變成被稱為“8k4k”(“超高清”)的下一代電視標準，其中，在“8k4k”中，存在7680個水平像素以及4320個垂直像素。隨著像素數量增多，幀頻同樣會繼續增大。

在用于拍攝電視的視頻的攝像設備中，向這種電視標準的轉變導致對更多像素和更高幀頻的需求增大，并且為了滿足這種需求，增大用于將光轉換成電信號的圖像傳感器讀出這種視頻的速度成為問題。為了增大讀出速度，當然需要增大圖像傳感器中所設置的ad轉換器的處理速度。

另一方面，為了記錄高質量視頻，存在針對視頻信號的更高比特數的需求。然而，為了利用高比特數來進行ad轉換，ad轉換所需的時間增加。日本特開2013-236362公開了如下技術：在利用增益對低電平的信號進行放大之后對該信號進行ad轉換，對高電平的信號進行正常的ad轉換，并且對ad轉換后的信號的電平進行校正，以補償增益的差。這樣，在沒有增加進行ad轉換所需的時間的情況下，增大了比特數。

然而，在上述傳統示例中，存在如下情況：在對使用斜坡信號等以不同增益進行了ad轉換的信號進行校正的情況下，校正誤差成為問題。例如，在ad轉換電路中產生了噪聲或非線性特性的情況下，校正誤差變得更為顯著。此外，在存在多個增益改變點的情況下，校正誤差可能根據改變點而變大。

技術實現要素：

本發明是考慮到上述情形而做出的，并且在使用具有不同斜率的多個斜坡信號來進行模擬-數字轉換的情況下，獲得用于對ad轉換值進行校正的更適當的校正值。

根據本發明，提供一種信號處理設備，包括：模擬-數字轉換器，用于使用具有彼此不同的斜率的多個參考信號來進行從模擬信號向數字信號的轉換；供給單元，用于供給預定的多個不同輸出電平的模擬信號；以及計算單元，用于基于分別通過使用所述多個參考信號對所述多個不同輸出電平的模擬信號進行轉換而獲得的多個數字信號，來計算多個不同的斜率之間的斜率比和補償量，所述斜率比和所述補償量用于校正通過所述模擬-數字轉換器對從圖像傳感器的像素部輸出的模擬信號進行轉換而獲得的數字信號，其中，在使用具有較陡的斜率的參考信號來進行所述轉換的情況下，與使用具有較緩的斜率的參考信號來進行所述轉換的情況相比，所述供給單元向所述模擬-數字轉換器供給電平更高的至少一個高電平模擬信號，以及在計算所述斜率比時，所述計算單元使用通過對所述高電平模擬信號進行轉換而獲得的數字信號。

此外，根據本發明，提供一種攝像設備，包括：圖像傳感器；模擬-數字轉換器，用于使用具有彼此不同的斜率的多個參考信號來進行從模擬信號向數字信號的轉換；供給單元，用于供給預定的多個不同輸出電平的模擬信號；以及計算單元，用于基于分別通過使用所述多個參考信號對所述多個不同輸出電平的模擬信號進行轉換而獲得的多個數字信號，來計算多個不同的斜率之間的斜率比和補償量，所述斜率比和所述補償量用于校正通過所述模擬-數字轉換器對從所述圖像傳感器的像素部輸出的模擬信號進行轉換而獲得的數字信號，其中，在使用具有較陡的斜率的參考信號來進行所述轉換的情況下，與使用具有較緩的斜率的參考信號來進行所述轉換的情況相比，所述供給單元向所述模擬-數字轉換器供給電平更高的至少一個高電平模擬信號，以及在計算所述斜率比時，所述計算單元使用通過對所述高電平模擬信號進行轉換而獲得的數字信號。

此外，根據本發明，提供一種信號處理方法，包括以下步驟：向模擬數字轉換器供給預定的多個不同輸出電平的模擬信號；利用所述模擬-數字轉換器，使用具有彼此不同的斜率的多個參考信號來進行從預定的所述多個不同輸出電平的模擬信號向數字信號的轉換；以及基于轉換出的多個數字信號來計算多個不同的斜率之間的斜率比和補償量，所述斜率比和所述補償量用于校正通過所述模擬-數字轉換器對從圖像傳感器的像素部輸出的模擬信號進行轉換而獲得的數字信號，其中，在供給所述模擬信號時，在使用具有較陡的斜率的參考信號來進行所述轉換的情況下，與使用具有較緩的斜率的參考信號來進行所述轉換的情況相比，向所述模擬-數字轉換器供給電平更高的至少一個高電平模擬信號，以及在計算所述斜率比時，使用通過對所述高電平模擬信號進行轉換而獲得的數字信號。

通過以下(參考附圖)對典型實施例的說明，本發明的其它特征將變得明顯。

附圖說明

包含于并且構成說明書的一部分的附圖示出本發明的各實施例，并且與說明書一起用來解釋本發明的原理。

圖1是示出根據本發明實施例的攝像設備中所使用的圖像傳感器的整體結構的框圖；

圖2a和2b是示出圖像傳感器的列amp組的整體結構和操作定時的圖。

圖3是示出根據第一實施例的ad轉換操作的時序圖；

圖4是示出在根據信號電平使用具有不同斜率的斜坡信號的情況下輸出電平和ad轉換結果之間的關系的圖；

圖5是示出根據第一實施例的圖像傳感器的像素部的結構的示例的圖；

圖6a是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v1進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖6b是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v2進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖6c是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v3進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖6d是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對固定電壓v1進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖6e是根據第一實施例的在偽像素讀出期間使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對固定電壓v2進行ad轉換的情況下的時序圖；

圖7是示出根據第一實施例的生成校正值所依據的基準點的圖；

圖8是根據第二實施例的校正值生成方法的切換處理的流程圖；以及

圖9a和9b是示出根據第二實施例的校正之后的ad轉換值的圖。

具體實施方式

以下將參考附圖來詳細說明本發明的典型實施例。

第一實施例

圖1是示出根據本發明的第一實施例的攝像設備中所使用的圖像傳感器1的結構的框圖，并且示出圖像傳感器1和作為通過圖像傳感器1所獲得的圖像數據的輸出目的地的圖像處理部2。根據第一實施例的圖像傳感器1是設置有并行型ad轉換器的cmos圖像傳感器。圖像處理部2對圖像傳感器1所輸出的圖像數據執行諸如白平衡處理和伽馬處理等的顯像處理，并且最終將數據記錄到記錄介質中。圖像處理部2包括cpu，并且cpu根據攝像設備的工作模式來與圖像傳感器1(例如，通過串行通信)進行通信并對圖像傳感器1進行控制。

在圖像傳感器1中，定時控制單元100通過向圖像傳感器1提供操作時鐘信號和定時信號來對圖像傳感器1中的各塊的操作進行控制。

像素部110包括以二維方式配置的多個像素，并且將用于執行光電轉換的各像素中的光電轉換元件根據入射光量所獲得的電荷轉換成電壓并輸出。各像素設置有顏色濾波器和微透鏡。通常，使用利用如包括r(紅色)、g(綠色)和b(藍色)的rgb原色濾波器那樣的已知的拜爾陣列循環結構作為顏色濾波器，但是顏色濾波器不必局限于此。

垂直掃描電路120執行用于在一個幀周期內順次讀出從像素部110中的像素所獲得的像素信號的定時控制。通常，該讀出是從幀內的上部的行開始并且向下部的行移動來逐行順次執行的。

列amp(放大器)組130包括在各列上設置有多個列amp，并且用來以電氣方式對從像素部110讀出的像素信號進行放大。通過使用列amp組130放大像素信號，來提高與通過后級中的斜坡電路140和列模擬-數字轉換器組(列adc組)150等所產生的噪聲的s/n比。然而，列amp組130不是必須在如下電路結構中，其中在該電路結構中，通過斜坡電路140和列adc組150等所產生的噪聲相對于像素部110所產生的噪聲充分低。

固定電壓電路400將固定電壓供給至用于連接像素部110和列amp組130的信號線。盡管在第一實施例中使用了固定電壓電路400，但是同樣可以使用能夠應用為用于以給定的恒定電壓對信號進行限幅的限幅電路等的電路。

斜坡電路140是用于產生在時間方向上具有恒定斜率的斜坡形狀的電壓信號(斜坡信號)的信號產生器。列adc組150在各列上具有包括比較單元151和計數器/鎖存電路152的列adc。比較單元151將列amp組130所放大的像素信號(模擬信號)與來自斜坡電路140的斜坡信號進行比較，并且輸出表示信號之間的大小關系的信號。然后，通過根據來自比較單元151的信號對計數器值進行鎖存的計數器/鎖存電路152，執行模擬-數字轉換。稍后將給出比較單元151和計數器/鎖存電路152所執行的操作的詳情。通過水平傳輸電路160按照從行的一端開始的順序來讀出計數器/鎖存電路152所保持的數字圖像數據的一行的值。

將通過水平傳輸電路160所讀出的圖像數據輸入到信號處理電路170中。信號處理電路170是用于以數字方式處理信號的電路，并且可以經由數字處理通過除了加上設置量的補償值之外、還執行移位計算和相乘等，來容易地執行增益計算。在像素部110中，可以形成被遮光的像素區域(ob像素部)，并且信號處理電路170可以使用從ob像素部中的像素所獲得的信號來執行數字黑電平鉗位操作。此外，如稍后將說明的，信號處理電路170基于所輸入的圖像數據，經由定時控制單元100來對從斜坡電路140輸出的斜坡信號進行控制。

將通過信號處理電路170所處理的圖像數據傳遞至外部輸出電路180。外部輸出電路180具有串行器功能，并且將來自信號處理電路170的多比特的輸入并行信號轉換成串行信號。將串行信號例如轉換成lvds信號等，并且輸出至圖像處理部2。

控制器電路300是與圖像處理部2的i/f單元，并且根據使用串行通信電路等的圖像處理部2的cpu來處理對圖像傳感器1的控制。

接著，將使用圖2a和2b來說明利用圖像傳感器1的列adc組150的基本ad轉換的原理。如上所述，列adc組150在各列上具有比較單元151和計數器/鎖存電路152。另一方面，如圖2a所示，比較單元151將從列amp組130輸出的像素信號vamp與從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp進行比較，并且輸出比較結果。

如圖2b所示，在開始從像素部110讀出像素信號vamp之前，開始比較單元151所進行的操作(時刻t1)。在列amp組130的各列amp的操作穩定的情況下，在時刻t2重置計數器/鎖存電路152的計數值。與計數器/鎖存電路152的計數重置定時同步地，從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp的信號電平在時刻t2之后隨著時間的經過而增大。在從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp的信號電平超過從列amp組130輸出的像素信號vamp的信號電平時，比較單元151的輸出反轉(時刻t3)。計數器/鎖存電路152在從重置計數值到比較單元151的輸出反轉的時間段期間(從時刻t2到時刻t3)執行計數操作。經由這些操作獲得與列amp組130所放大的像素信號的輸出電平成比例的計數值，從而以這種方式獲得的計數值用作ad轉換結果。注意，這里所述的像素信號和斜坡信號的比較方法以及計數器/鎖存電路所進行的計數方法等僅是示例，并且可以采用其它方法，只要可以檢測到從重置計數值到比較單元151的輸出反轉的時間段期間即可。

圖3是示出根據第一實施例的斜坡電路140和列adc組150所進行的操作的圖。在圖3中，橫軸表示時間，圖形的上部的縱軸表示輸出電平，以及圖形的下部表示比較單元151的輸出。將參考圖3來說明根據來自列amp組130的像素信號vamp的信號電平來改變從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp的斜率的示例。

通常，在用于從單位像素讀出信號的處理中，首先讀出n信號(噪聲電平)并進行ad轉換，然后讀出s信號(噪聲電平+信號電平)并進行ad轉換。然后，通過求出利用信號處理電路170轉換后的s信號和n信號之間的差并且消除噪聲成分來獲得具有良好s/n的信號。

首先，為了對n信號進行ad轉換，在時刻t11開始比較單元151的操作，在時刻t12重置計數器/鎖存電路152的計數，并且改變從斜坡電路140輸出的斜坡信號vramp的信號電平。這里，作為噪聲電平的n信號的信號電平低，從而在n信號的ad轉換中使用具有低斜率的第一斜坡信號vramp(緩斜率)。通過在從重置計數器/鎖存電路152的計數到比較單元151的輸出反轉的時間段(從時刻t12到時刻t13)期間執行計數操作來對n信號進行ad轉換。

接著，針對作為通過讀出與像素部110中所累積的電荷相對應的信號并且使用列amp組130對該信號進行放大所獲得的輸出信號的s信號，在電平判斷時間段內，斜坡電路140將最大電平被設置成判斷電平vs的判斷用斜坡信號輸出至比較單元151。然后，將判斷用斜坡信號與s信號相比較。這里，在時刻t14，將計數器/鎖存電路152的計數值重置，并且斜坡電路140開始輸出具有預定判斷電平vs作為最大電平的判斷用斜坡信號。如果s信號的信號電平大于或等于判斷電平vs(s≥vs)，則比較單元151的輸出不反轉，從而計數值繼續增大直到在時刻t16電平判斷時間段結束為止。與此相對，如果s信號的信號電平小于判斷電平vs(s<vs)，則比較單元151的輸出在例如時刻t15反轉，從而計數值停止增大。這樣，信號處理電路170可以根據計數器/鎖存電路152的計數值來判斷s信號的信號電平是低于還是不低于判斷電平vs。注意，可以將計數器/鎖存電路152的計數值重置的定時采用為斜坡電路140的輸出穩定在判斷電平vs的時間點，并且在s信號的信號電平低于判斷電平vs(s<vs)的情況下，該計數值可以被控制成0。

在s信號的信號電平低于判斷電平vs的情況下，從時刻t17起使用與n信號相同的第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對s信號進行ad轉換。結果，在圖3所示的示例中，獲得時刻t17和時刻t18之間的計數值。另一方面，在s信號的信號電平大于或等于判斷電平vs的情況下，使用斜率是第一斜坡信號vramp(緩斜率)的斜率的α倍的第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對s信號進行ad轉換。結果，在圖3所示的示例中，獲得時刻t17和時刻t19之間的計數值。

圖4示出在根據輸出電平來使用具有不同斜率的斜坡信號的情況下輸出信號的信號電平和ad轉換結果之間的關系的圖。在圖4中，橫軸表示列amp組130的輸出信號電平，以及縱軸表示通過對s信號進行ad轉換所獲得的數字值。實線表示通過比較單元151和計數器/鎖存電路152進行ad轉換后并且經由水平傳輸電路160輸出到信號處理電路170中的數字值(ad轉換值)。如上所述，使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對信號電平低于判斷電平vs的s信號進行ad轉換，而使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對信號電平大于或等于判斷電平vs的s信號進行ad轉換。因此，如圖4所示，在判斷電平vs之前和之后，ad轉換后的s信號不一致。

因此，首先，信號處理電路170將信號電平高于判斷電平vs的s信號的ad轉換值乘以第一斜坡信號vramp(緩斜率)和第二斜坡信號vramp(陡斜率)的斜率之間的比α。此外，為了消除判斷電平vs處的差距，通過加上補償量β(公式(1))，來將與入射光量相對應的像素信號的信號電平和ad轉換值校正成一次關系。

(使用第一斜坡信號的預期的ad轉換值)＝α×(使用第二斜坡信號所獲得的ad轉換值)+β...(1)

如果在沒有執行上述校正的狀態下輸出來自有效像素的視頻，則會導致在特定亮度處仍然存在差距的不自然的視頻。理想的目標校正值根據圖像傳感器的溫度、圖像傳感器的驅動定時(列amp組130的增益和工作狀態等)以及驅動設置(電源設置等)而改變，從而需要在緊挨著拍攝圖像之前獲得校正值，或者需要定期獲得校正值。

接著，將說明第一斜坡信號vramp(緩斜率)和第二斜坡信號vramp(陡斜率)的斜率之間的比α以及補償量β的計算方法的示例。

圖5示出像素部110的結構的示例。在該像素結構中，在最上部區域設置不具有光電二極管的偽像素區域，并且在其下按照順序配置被遮光的光學黑(ob)區域以及用于輸出經由光電轉換所獲得的信號的有效像素區域。在第一實施例中，來自偽像素的像素信號用于計算補償量β和斜率之間的比α。這里，執行控制，以使得在偽像素的像素信號讀出期間輸入來自固定電壓電路400的固定電壓，并且從列amp組130輸入至比較單元151的電壓達到給定的固定電壓。注意，在第一實施例中，使用電壓v1、v2和v3作為固定電壓。

將參考圖6a～6e來說明在偽像素讀出期間所執行的ad轉換處理。在圖6a中，對固定電壓v1進行ad轉換。注意，與參考圖3所述的處理不同，不需要設置用于對n信號進行ad轉換的時間段。如圖6a所示，通過將從斜坡電路140在電平判斷時間段期間輸出的斜坡信號vramp升高成最小值vramp(min)，使用斜率高的第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v1進行ad轉換。該ad轉換的結果由t1表示。

接著，如圖6b所示，對比固定電壓v1大的固定電壓v2進行ad轉換。這里，固定電壓v2可以被設置成與判斷電平vs相同的電壓。在圖6b中，同樣通過將電平判斷時間段期間的斜坡信號vramp設置成最小值vramp(min)，使用斜率高的第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v2進行ad轉換。該ad轉換的結果由t2表示。

同樣地，如圖6c所示，對比固定電壓v2大的固定電壓v3進行ad轉換。在圖6c中，同樣通過將電平判斷時間段期間的斜坡信號vramp設置成最小值vramp(min)，使用斜率高的第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對固定電壓v3進行ad轉換。該ad轉換的結果由t3表示。

接著，如圖6d所示，對固定電壓v1進行ad轉換。在圖6d中，通過將電平判斷時間段期間的斜坡信號vramp設置成最大值vramp(max)，使用斜率低的第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對固定電壓v1進行ad轉換。該ad轉換的結果由t4表示。

最后，如圖6e所示，對固定電壓v2進行ad轉換。在圖6e中，同樣通過將電平判斷時間段期間的斜坡信號vramp設置成最大值vramp(max)，使用斜率低的第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對固定電壓v2進行ad轉換。該ad轉換的結果由t5表示。

這在通過表示輸入電壓的橫軸并且表示ad轉換值的縱軸來示出固定電壓v1、v2和v3的情況下如圖7所示那樣表示。使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來獲得固定電壓v1、v2和v3的ad轉換值，并且使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來獲得固定電壓v1和v2的ad轉換值。

如以下將說明的，根據如上那樣獲得的五個坐標點t1～t5來求出斜率比α和補償量β。

首先，斜率比α是根據兩個斜率(一個是第二斜坡信號vramp(陡斜率)上的兩個遠距離的點(圖7中的p1和p3)之間的斜率，另一個是第一斜坡信號vramp(緩斜率)上的兩個遠距離的點(圖7中的p4和p5)之間的斜率)之間的比來計算出的。例如，使用以下公式(2)。

接著，補償量β是基于對應于與判斷電平vs相同的用作參考電壓的固定電壓v2的兩個點(圖7中的p2和p5)來計算出的。例如，使用以下公式(3)。

可以在圖像傳感器1內或者圖像處理部2內計算校正值α和β。

針對公式(2)，由于使用利用第二斜坡信號vramp(陡斜率)的固定電壓v1和v3的ad轉換值t1和t3來計算斜率比α，因此與例如使用固定電壓v1和v2的情況相比，校正精度有所提高。在使用固定電壓v1和v2的ad轉換值t1和t2來計算斜率的情況下，如果在對固定電壓v2進行ad轉換時存在誤差δv，則所計算出的斜率的誤差由δv/(v2-v1)來表示。另一方面，在使用固定電壓v1和v3的ad轉換值t1和t3來計算斜率的情況下，如果對固定電壓v3進行ad轉換時存在誤差δv，則所計算出的斜率的誤差由δv/(v3-v1)來表示。由于v3大于v2，因此δv/(v3-v1)小于δv/(v2-v1)。這里，該誤差可能是由于在ad轉換時產生的噪聲和非線性特性所引起的。通過減小校正誤差，可以減小校正之后輸出數據電平中的波動。

此外，針對公式(3)，基于兩個點p2和p5來求出補償量β。因此，與基于其它點來計算補償量β的情況相比，如下兩者之間的差變小：通過使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來對比判斷電平vs略小的輸入電壓進行ad轉換所獲得的ad轉換值；以及校正值與通過使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來對比判斷電平vs略大的輸入電壓進行ad轉換所獲得的ad轉換值的乘積。換句話說，減小了在所輸入的光量改變并且斜坡信號被切換的情況下的ad轉換值之間的差距。

此外，在本實施例中，根據輸入像素信號的信號電平來選擇性地使用具有不同斜率的斜坡信號其中之一，與使用一種類型的斜坡信號來進行ad轉換的情況相比，可以確保更適當的動態范圍。例如，可以防止如下這種情形：在使用一種類型的斜坡信號來進行ad轉換的情況下，所獲得的整個圖像的ad轉換值比預期的小，并且ad轉換之后的圖像的動態范圍有所縮窄。與此相對，可以防止這種情形：在圖像明亮的情況下，所獲得的ad轉換值比預期的大，并且提高了動態范圍。

根據如上所述的第一實施例，在使用具有不同斜率的多個斜坡信號來進行ad轉換的情況下，可以減小用于計算用于對ad轉換值進行校正的校正值的斜率的誤差，并且減小了判斷電平vs附近的輸入信號的ad轉換值之間的差距。

第二實施例

接著，將說明本發明的第二實施例。在第二實施例中，將說明使用第一校正值生成方法和第二校正值生成方法的示例。第一校正值生成方法是使用在第一實施例中所說明的公式(2)和(3)的方法，因而這里省略其說明。

以下將參考圖7來說明第二校正值生成方法。首先，使用通過對作為與判斷電平vs的電平相同的電平的固定電壓v2進行ad轉換所獲得的兩個點(p2和p5)以及通過對比固定電壓v2小的固定電壓v1進行ad轉換所獲得的兩個點(p1和p4)來求出斜率比α。例如，使用以下公式(4)。

接著，還使用與在計算斜率比α時所使用點相同的四個點(p1、p2、p4和p5)來計算補償量β。例如，使用以下公式(5)。

圖8是根據第二實施例的校正值生成方法的切換處理的流程圖。在步驟s1中，判斷是否設置了第一圖像拍攝模式。第一圖像拍攝模式是在列amp組130所放大的像素信號等于或大于判斷電平vs的情況下使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)并且在該像素信號小于判斷電平vs的情況下使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)的模式。第二圖像拍攝模式是在該像素信號等于或大于判斷電平vs的情況下使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)并且在該像素信號小于判斷電平vs的情況下在第一斜坡信號vramp(緩斜率)和第二斜坡信號vramp(陡斜率)之間進行切換的模式。

通過用戶從在顯示單元(未示出)上所顯示的菜單畫面中進行選擇來設置第一圖像拍攝模式或第二圖像拍攝模式。應當注意，本發明不限于該示例，并且可以根據任意條件來自動設置第一圖像拍攝模式或第二圖像拍攝模式。此外，在第二圖像拍攝模式下，在計算出適當校正值的情況下(例如，在所計算出的校正值的可靠性高于預定可靠性的情況下)，使用第一斜坡信號vramp(緩斜率)來進行ad轉換。與此相對，在無法計算出適當校正值的情況下(例如，在所計算出的校正值的可靠性不高于預定可靠性的情況下)，使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來進行ad轉換。

作為無法計算出適當校正值的情形的示例，可考慮從列amp組130的增益被改變時起的預定時間段。由于在增益被改變之前和之后與給定光量相對應的像素信號的ad轉換值不同，因此從增益被改變時起一段時間內無法計算出適當校正值。在這種情況下，即使在來自列amp組130的輸出信號小于判斷電平vs的情況下，也使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來進行ad轉換。在這種情況下，與來自列amp組130的輸出信號的電平無關地，使用第二斜坡信號vramp(陡斜率)來進行ad轉換，因此不需要校正ad轉換值。

如果在步驟s1中判斷為設置了第一圖像拍攝模式，則處理進入步驟s2。在步驟s2中，使用第一校正值生成方法來求出ad轉換時所要使用的校正值。

另一方面，如果在步驟s1中判斷為設置了第二圖像拍攝模式，則處理進入步驟s3。在步驟s3中，使用第二校正值生成方法來求出ad轉換時所要使用的校正值。

例如，由于在步驟s2中設置了第一圖像拍攝模式，因此第一斜坡信號vramp(緩斜率)和第二斜坡信號vramp(陡斜率)被改變的情況僅是像素信號超過判斷電平vs的情況。此時，對ad轉換值進行校正，以使得在判斷電平vs附近ad轉換值彼此一致(圖9b)，從而可以使得改變斜坡信號時所生成的電平差距最小化。此外，由于基于寬范圍的入射光量來計算斜坡信號的斜率比，因此可以使噪聲和非線性特性的影響最小化。

另一方面，在步驟s3中，在像素信號小于判斷電平vs的情況下，與信號電平無關地，存在第一斜坡信號vramp(緩斜率)和第二斜坡信號vramp(陡斜率)被改變的可能性。在這種情況下，進行校正，以使得在與判斷電平vs以下的像素信號的大信號電平和小信號電平相對應的兩點處，ad轉換值彼此一致(圖9a)。因此，在無論判斷電平vs以下的像素信號的信號電平是多少的情況下改變斜坡信號，都能夠使可能引起的電平差距最小化。

根據如上所述的第二實施例，可以通過根據情形適當使用兩種校正值生成方法中任一種方法來實現適當的圖像拍攝。

應當注意，在上述第一實施例和第二實施例中，說明了選擇第一斜坡信號vramp(緩斜率)還是第二斜坡信號vramp(陡斜率)的情況。然而，本發明不限于此，并且可以設置多個判斷電平，并且可以選擇三個或更多斜坡信號中的任意斜坡信號。

盡管已經參考典型實施例說明了本發明，但是應該理解，本發明不局限于所公開的典型實施例。所附權利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結構和功能。此外，可以適當組合上述實施例的各部分。