JP2010178033A - 撮像装置およびイメージセンサチップ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のピクセルを有するピクセルアレイ1と、それぞれが前記ピクセルアレイの1行のデータを受け取ってアナログ/デジタル変換する複数のカラムADC31〜38と、前記ピクセルアレイからの複数行のカラムデータを順次読み出して対応する前記複数のカラムADCにそれぞれ供給するデータ読み出し回路20と、前記複数のカラムADCにアナログ/デジタル変換を行わせるための共通の制御信号を発生する制御信号発生回路40と、を備えるように構成する。
【選択図】図3
Description
図2に示されるように、カラムADC30のアナログデータ読み込みは、1カラムライン毎に1水平時間1Hの最初のタイミングで行い、その後、ランプ信号RMPに従ってアナログ/デジタル変換を行う。さらに、カラムADC30からのデジタルデータは、1水平時間1Hの最後のタイミングで出力される。
図4に示されるように、図3に示す撮像装置では、8つのカラムラインからのアナログデータのアナログ/デジタル変換を1つの単位と考えて処理する。
図5に示されるように、本第2実施例の撮像装置は、複数(8つ)のカラムADCを、ピクセルアレイ1の上方側に設けた第1カラムADC群(311〜314)と下方側に設けた第2カラムADC群(321〜324)とで構成するようになっている。
図7に示されるように、各撮像素子(例えば、サブピクセル11)用回路110は、4つのnMOSトランジスタTr1〜Tr4およびフォトダイオードPDを備える。ここで、フォトダイオードPDは、カラーフィルタ(例えば、赤色フィルタ)を介して入力する光を検出する。
図10は、ピクセル(サブピクセル)をリセットするピクセル先行リセットを行う場合を示し、ピクセルをリセットしてから露光を行い、ピクセル信号読み出しで露光した信号を読み出すようになっている。
(付記1)
複数のピクセルを有するピクセルアレイと、
それぞれが前記ピクセルアレイの1行のデータを受け取ってアナログ/デジタル変換する複数のカラムADCと、
前記ピクセルアレイからの複数行のカラムデータを順次読み出して対応する前記複数のカラムADCにそれぞれ供給するデータ読み出し回路と、
前記複数のカラムADCにアナログ/デジタル変換を行わせるための共通の制御信号を発生する制御信号発生回路と、を備えることを特長とする撮像装置。
付記1に記載の撮像装置において、
前記データ読み出し回路は、第1期間内において、前記ピクセルアレイから前記複数行のカラムデータを読み出して対応する前記複数のカラムADCに供給し、
前記複数のカラムADCは、第2期間内において、前記データ読み出し回路から供給された前記複数行のカラムデータを同時にアナログ/デジタル変換し、
前記第2期間は、前記第1期間よりも長いことを特長とする撮像装置。
付記1に記載の撮像装置において、
前記複数のカラムADCの数は、前記第1期間内で前記データ読み出し回路が前記ピクセルアレイから読み出す前記カラムデータの行数と同じであることを特長とする撮像装置。
付記2または3に記載の撮像装置において、
前記第1期間と前記第2期間の合計は、前記複数行のカラムデータの読み出し処理およびアナログ/デジタル変換処理に割り当てられる時間に対応することを特長とする撮像装置。
付記4に記載の撮像装置において、
前記第1期間は、前記1行のカラムデータの読み出し処理およびアナログ/デジタル変換処理に割り当てられる時間に対応することを特長とする撮像装置。
付記1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、さらに、
前記ピクセルアレイと前記複数のカラムADCとの間に設けられた相関二重サンプリング回路を備えることを特長とする撮像装置。
付記1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、さらに、
前記複数のカラムADCの後段に設けられた相関二重サンプリング回路を備えることを特長とする撮像装置。
付記1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記複数のカラムADCは、前記ピクセルアレイの一方側に設けられることを特長とする撮像装置。
付記1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記複数のカラムADCは、前記ピクセルアレイの一方側に設けられた第1カラムADC群、および、前記ピクセルアレイの他方側に設けられた第2カラムADC群を備えることを特長とする撮像装置。
付記9に記載の撮像装置において、
前記第1カラムADC群は、前記ピクセルアレイの偶数行のカラムデータのアナログ/デジタル変換を行い、
前記第2カラムADC群は、前記ピクセルアレイの奇数行のカラムデータのアナログ/デジタル変換を行うことを特長とする撮像装置。
付記10に記載の撮像装置において、
前記各ピクセルは、2×2構成の4つのサブピクセルを備え、
該4つのサブピクセルは、第1の色を検出する1つの第1サブピクセル、第2の色を検出する対角位置に設けられた2つの第2サブピクセル、および、第3の色を検出する1つの第3サブピクセルを含み、
前記第1カラムADC群は、前記第1および第2サブピクセルによる前記複数行のカラムデータを受け取ってアナログ/デジタル変換を行い、
前記第2カラムADC群は、前記第2および第3サブピクセルによる前記複数行のカラムデータを受け取ってアナログ/デジタル変換を行うことを特長とする撮像装置。
付記1〜11のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記ピクセルアレイの1行毎の選択を行うドライバ回路と、
前記データ読み出し回路,前記複数のカラムADC,前記制御信号発生回路および前記ドライバ回路の内部電圧を発生する内部電圧発生回路と、
前記データ読み出し回路,前記複数のカラムADC,前記制御信号発生回路および前記ドライバ回路のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータと、を備えることを特徴とするイメージセンサチップ。
10 ピクセル
11〜14 サブピクセル
20,21,22 プリアンプおよび相関二重サンプリング回路(Pre AMP + CDS)
30,31,32,311〜314,321〜324 カラム・アナログ/デジタルコンバータ(カラムADC)
40 ランプ信号発生回路
100,150 イメージセンサチップ
200 プリアンプおよび相関二重サンプリング回路(Pre AMP + CDS)列
250 プリアンプ(Pre AMP)列
300 カラムADC列
310 シフトレジスタ列
400 内部電圧発生回路およびランプ信号発生回路
510 ドライバ列
520 ピクセル制御回路列
530 シフトレジスタ列
600 タイミングジェネレータ
700 デジタルシグナルプロセッサ(DSP)
750 DSPチップ
800 フレームメモリ
Claims (10)
- 複数のピクセルを有するピクセルアレイと、
それぞれが前記ピクセルアレイの1行のデータを受け取ってアナログ/デジタル変換する複数のカラムADCと、
前記ピクセルアレイからの複数行のカラムデータを順次読み出して対応する前記複数のカラムADCにそれぞれ供給するデータ読み出し回路と、
前記複数のカラムADCにアナログ/デジタル変換を行わせるための共通の制御信号を発生する制御信号発生回路と、を備えることを特長とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記データ読み出し回路は、第1期間内において、前記ピクセルアレイから前記複数行のカラムデータを読み出して対応する前記複数のカラムADCに供給し、
前記複数のカラムADCは、第2期間内において、前記データ読み出し回路から供給された前記複数行のカラムデータを同時にアナログ/デジタル変換し、
前記第2期間は、前記第1期間よりも長いことを特長とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記複数のカラムADCの数は、前記第1期間内で前記データ読み出し回路が前記ピクセルアレイから読み出す前記カラムデータの行数と同じであることを特長とする撮像装置。 - 請求項2または3に記載の撮像装置において、
前記第1期間と前記第2期間の合計は、前記複数行のカラムデータの読み出し処理およびアナログ/デジタル変換処理に割り当てられる時間に対応することを特長とする撮像装置。 - 請求項4に記載の撮像装置において、
前記第1期間は、前記1行のカラムデータの読み出し処理およびアナログ/デジタル変換処理に割り当てられる時間に対応することを特長とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、さらに、
前記ピクセルアレイと前記複数のカラムADCとの間に設けられた相関二重サンプリング回路を備えることを特長とする撮像装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置において、さらに、
前記複数のカラムADCの後段に設けられた相関二重サンプリング回路を備えることを特長とする撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記複数のカラムADCは、前記ピクセルアレイの一方側に設けられた第1カラムADC群、および、前記ピクセルアレイの他方側に設けられた第2カラムADC群を備えることを特長とする撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置において、
前記各ピクセルは、2×2構成の4つのサブピクセルを備え、
該4つのサブピクセルは、第1の色を検出する1つの第1サブピクセル、第2の色を検出する対角位置に設けられた2つの第2サブピクセル、および、第3の色を検出する1つの第3サブピクセルを含み、
前記第1カラムADC群は、前記第1および第2サブピクセルによる前記複数行のカラムデータを受け取ってアナログ/デジタル変換を行い、
前記第2カラムADC群は、前記第2および第3サブピクセルによる前記複数行のカラムデータを受け取ってアナログ/デジタル変換を行うことを特長とする撮像装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記ピクセルアレイの1行毎の選択を行うドライバ回路と、
前記データ読み出し回路,前記複数のカラムADC,前記制御信号発生回路および前記ドライバ回路の内部電圧を発生する内部電圧発生回路と、
前記データ読み出し回路,前記複数のカラムADC,前記制御信号発生回路および前記ドライバ回路のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータと、を備えることを特徴とするイメージセンサチップ。
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