JP2008098722A - 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】列並列ADC搭載のCMOSイメージセンサ10において、スロープの傾きが異なる参照電圧Vref1〜Vref4と参照電圧Vref5とを用いるとともに、単位画素11の出力電圧Vxと参照電圧Vref1〜Vref4とを比較する比較回路32と、参照電圧Vref1〜Vref4と参照電圧Vref5とを比較する比較回33とをカラム処理回路15に有し、比較回路32,33およびアップ/ダウンカウンタ34の各動作によって高解像度AD変換を高速に実行する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る固体撮像装置、例えば列並列ADC搭載のCMOSイメージセンサの構成を示すブロック図である。
ここで、カラム処理回路15の構成の詳細について具体的に説明する。
ここで、本実施形態に係るAD変換の原理について、図2を用いて説明する。なお、図2では、参照電圧選択回路31で選択された参照電圧Vref1〜Vref4のいずれか1つを参照電圧Vrefaとし、DAC142で生成された参照電圧Vref5を参照電圧Vrefbとして示している。
図6は、本発明の第2実施形態に係る固体撮像装置、例えば列並列ADC搭載のCMOSイメージセンサの構成を示すブロック図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して示している。
図8は、オフセット生成回路37の構成の一例を示すブロック図である。図7に示すように、本例に係るオフセット生成回路37は、キャパシタ371、バッファ372、スイッチ素子373、ORゲート374およびANDゲート357によって構成されている。
以上説明した第1,第2実施形態に係る列並列ADC搭載のCMOSイメージセンサ10,50は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話等のモバイル機器向けカメラモジュール等の撮像装置において、その撮像デバイスとして用いて好適なものである。
Claims (8)
- 光電変換素子を含む単位画素が行列状に2次元配置されるとともに、当該単位画素の行列状配置に対して列毎に列信号線が配線されてなる画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の各単位画素を行毎に選択制御する行走査手段と、
前記行走査手段によって選択制御された行の単位画素から前記列信号線を介して出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換手段とを備え、
前記アナログ−デジタル変換手段は、
前記アナログ信号を同じ傾きのスロープ状の複数の第1参照電圧のいずれか1つと比較する第1比較手段と、
前記第1参照電圧とスロープの傾きが異なる第2参照電圧と前記第1比較手段で用いる前記複数の第1参照電圧のいずれか1つとを比較する第2比較手段と、
前記第1,第2比較手段の比較結果に応じたカウント量でカウント動作を行ってそのカウント値を前記デジタル信号とする計数手段とを有する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - スロープの傾きが同じで異なるオフセットを持つ複数の参照電圧を前記複数の第1参照電圧として生成する参照電圧生成手段を備え、
前記アナログ−デジタル変換手段は、
前記アナログ信号の信号レベルに応じて、前記複数の第1参照電圧のいずれか1つを選択して前記第1比較手段に供給する参照電圧選択手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - スロープ状の単一の参照電圧を生成する参照電圧生成手段を備え、
前記アナログ−デジタル変換手段は、
前記アナログ信号の信号レベルに応じて、前記単一の参照電圧にオフセットを与えて電圧をシフトして前記複数の第1参照電圧のいずれか1つとして前記第1比較手段に供給するオフセット生成手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記第1参照電圧と前記第2参照電圧のスロープの傾きの符号が異なる
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記計数手段のカウント量は、前記第1,第2参照電圧のスロープの傾きに応じて切り替わる
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記計数手段のカウント量は、前記第1,第2比較手段の比較結果の論理状態に応じて切り替わる
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 光電変換素子を含む単位画素が行列状に2次元配置されるとともに、当該単位画素の行列状配置に対して列毎に列信号線が配線されてなる画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の各単位画素を行毎に選択制御する行走査手段とを備えた固体撮像装置の駆動方法であって、
前記行走査手段によって選択制御された行の単位画素から前記列信号線を介して出力されるアナログ信号を同じ傾きのスロープ状の複数の第1参照電圧のいずれか1つと比較する第1比較ステップと、
前記第1参照電圧とスロープの傾きが異なる第2参照電圧と前記第1比較ステップで用いる前記複数の第1参照電圧のいずれか1つとを比較する第2比較ステップと、
前記第1,第2比較ステップでの比較結果に応じたカウント量でカウント動作を行ってそのカウント値をデジタル信号とする計数ステップと
を有することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 光電変換素子を含む単位画素が行列状に2次元配置されるとともに、当該単位画素の行列状配置に対して列毎に列信号線が配線されてなる画素アレイ部と、前記画素アレイ部の各単位画素を行毎に選択制御する行走査手段と、前記行走査手段によって選択制御された行の単位画素から前記列信号線を介して出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換手段とを備えてなる固体撮像装置と、
被写体からの光を前記固体撮像装置の撮像面上に導く光学系とを具備し、
前記アナログ−デジタル変換手段は、
前記アナログ信号を同じ傾きのスロープ状の複数の第1参照電圧のいずれか1つと比較する第1比較手段と、
前記第1参照電圧とスロープの傾きが異なる第2参照電圧と前記第1比較手段で用いる前記複数の第1参照電圧のいずれか1つとを比較する第2比較手段と、
前記第1,第2比較手段の比較結果に応じたカウント量でカウント動作を行ってそのカウント値を前記デジタル信号とする計数手段とを有する
ことを特徴とする撮像装置。
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