JP2013251713A5 - - Google Patents

Description

本発明は上記の課題を解決するために為されたものであり、一の態様は、信号電荷を生成する光電変換部と、前記信号電荷に基づくアナログ信号を出力するアナログ信号出力部と、前記アナログ信号と参照信号とを比較した比較結果信号を出力する比較部を有し、前記比較結果信号に基づいて前記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部と、を有する画素を複数有し、さらに、前記アナログ信号と前記参照信号とを比較する動作を開始するタイミングを、共通の配線を介して電源電圧が与えられる複数の前記比較部で互いに異ならせる制御部を有することを特徴とする撮像装置である。

時刻ｔ３０から時刻ｔ３１の期間、垂直走査回路２はブロック１、ブロック２に属する画素１００に供給するリセット信号ＲＥＳをＨレベルとし、増幅ＭＯＳトランジスタ３５の制御電極の電位をリセットする。リセット信号ＲＥＳをＨレベルとすることでスイッチ３８は導通状態となり、容量３７の電荷がリセットされる。スイッチ３８はリセット信号ＲＥＳがＨレベルからＬレベルとなると、非導通状態となる。よって、容量３７はリセット信号ＲＥＳがＨレベルからＬレベルとなった時に増幅ＭＯＳトランジスタ３５が出力する信号を保持する。入力ＭＯＳトランジスタ２２には、増幅ＭＯＳトランジスタ３５が出力する信号から時刻ｔ３１に容量３７が保持した信号を差し引いた信号が与えられる。時刻ｔ３１から時刻ｔ３９までの期間、光電変換部９は入射光に基づく信号電荷の生成を行う。

Claims (19)

1. 信号電荷を生成する光電変換部と、
   前記信号電荷に基づくアナログ信号を出力するアナログ信号出力部と、
   前記アナログ信号と参照信号とを比較した比較結果信号を出力する比較部を有し、前記比較結果信号に基づいて前記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部と、
   を有する画素を複数有し、
   さらに、
   前記アナログ信号と前記参照信号とを比較する動作を開始するタイミングを、共通の配線を介して電源電圧が与えられる複数の前記比較部で互いに異ならせる制御部を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記光電変換部から前記アナログ信号出力部へ前記信号電荷を転送することによって前記アナログ信号出力部が前記アナログ信号を出力し、
   複数の前記画素が、前記光電変換部から前記アナログ信号出力部への前記信号電荷の転送を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記複数の画素の一部の画素を含む第１のブロックと、
   前記複数の画素の他の一部の画素を含む第２のブロックと、を有し、
   前記第１のブロックと前記第２のブロックとで、前記アナログ信号出力部から前記アナログ信号が出力された前記複数のアナログデジタル変換部の各々が有する前記比較部の動作が開始するタイミングが異なることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記第１および第２のブロックの少なくとも一方が含む前記画素が１つであることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記画素は、さらに電荷保持部を有し、
   前記アナログ信号出力部は前記アナログ信号としてノイズ信号を前記比較部に出力し、前記ノイズ信号はリセットされた前記電荷保持部の電位に基づく信号であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
6. 信号電荷を生成する複数の光電変換部と、
   各々が前記光電変換部に対応して設けられ、前記信号電荷に基づくアナログ信号を出力する複数のアナログ信号出力部と、
   各々が、前記アナログ信号出力部に対応して設けられるとともに、前記アナログ信号と参照信号とを比較した比較結果信号を出力する比較部を有し、前記比較結果信号に基づいて前記アナログ信号をデジタル信号に変換する複数のアナログデジタル変換部と、を有し、
   前記信号電荷の蓄積を同じタイミングで終了した前記複数の光電変換部が生成した前記信号電荷に基づく前記アナログ信号が、複数の前記比較部の各々に、前記複数のアナログ信号出力部の各々から出力され、
   さらに、
   前記アナログ信号と前記参照信号とを比較する動作を開始するタイミングを、共通の配線を介して電源電圧が与えられる複数の前記比較部で互いに異ならせる制御部を有することを特徴とする撮像装置。
7. 前記撮像装置がさらに、
   前記制御部から前記複数の比較部に、前記アナログ信号と前記参照信号との比較を開始させる開始信号を伝送する信号線を複数有し、
   前記複数のアナログデジタル変換部の一部の前記比較部に、第１の前記信号線が電気的に接続され、
   前記複数のアナログデジタル変換部の他の一部の前記比較部に、前記第１の信号線が前記開始信号を伝送するタイミングとは異なるタイミングで前記開始信号を伝送する第２の前記信号線が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記光電変換部と前記アナログデジタル変換部とを含む画素を複数有し、
   前記複数の画素の一部の前記画素を含む第１のブロックと、
   前記複数の画素の他の一部の前記画素を含む第２のブロックと、を有し、
   前記第１のブロックの含む前記比較部の各々に前記第１の信号線が電気的に接続され、
   前記第２のブロックの含む前記比較部の各々に前記第２の信号線が電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記参照信号が、時間に依存して電位が変化する信号であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の撮像装置。
10. 前記アナログデジタル変換部がさらにクロック信号を計数するカウンタを有し、前記カウンタが、前記比較結果信号に基づいて前記デジタル信号を保持することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記撮像装置がさらにクロック信号を計数したカウント信号を生成するとともに、前記カウント信号を前記複数のアナログデジタル変換部に共通して出力するカウンタを有し、
    前記アナログデジタル変換部がさらにカウント信号保持部を有し、
    前記カウント信号保持部が前記比較結果信号に基づいて前記カウント信号を保持することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
12. 前記アナログ信号と前記参照信号とを比較する動作を開始するタイミングが、前記参照信号の時間に依存した電位の変化を開始するタイミングであることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の撮像装置。
13. 前記撮像装置はさらにマイクロレンズを有し、
    前記光電変換部が前記アナログデジタル変換部と前記マイクロレンズの間に設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の撮像装置。
14. 前記光電変換部と、前記アナログ信号出力部と、を有する複数の画素が行列状に設けられ、
    前記複数の比較部の各々が前記複数の画素が設けられた前記列に対応して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
15. 請求項１〜１４のいずれかに記載に撮像装置と、前記撮像装置が出力する信号を処理する出力信号処理部と、を有することを特徴とする撮像システム。
16. 信号電荷を生成する光電変換部と、
    前記信号電荷に基づくアナログ信号を出力するアナログ信号出力部と、
    前記アナログ信号と参照信号とを比較した比較結果信号を出力する比較部を有し、前記比較結果信号に基づいて前記アナログ信号をデジタル信号に変換する複数のアナログデジタル変換部と、
    を有する画素を複数有する撮像装置の駆動方法であって、
    前記アナログ信号と前記参照信号とを比較する動作を開始するタイミングを、共通の配線を介して電源電圧が与えられる複数の前記比較部で異ならせることを特徴とする撮像装置の駆動方法。
17. 前記複数の画素の各々が、前記信号電荷を保持する電荷保持部をさらに有し、前記アナログ信号出力部は前記比較部に前記アナログ信号としてノイズ信号を出力し、前記ノイズ信号は、リセットされた前記電荷保持部の電位に基づく信号であることを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置の駆動方法。
18. 予め撮像装置が出力した前記デジタル信号の信号値に基づいて、
    前記複数の画素の一部を第１のブロックとし、前記複数の画素の他の一部を第２のブロックとし、
    前記第１のブロックと前記第２のブロックとで、前記アナログ信号が出力された前記複数のアナログデジタル変換部の各々が有する前記比較部の動作を開始するタイミングを異ならせることを特徴とする請求項１６または１７に記載の撮像装置の駆動方法。
19. 信号電荷を生成する光電変換部と、前記信号電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換する複数のアナログデジタル変換部と、を有し、
    前記複数のアナログデジタル変換部の各々が前記アナログ信号と参照信号とを比較した比較結果信号を出力する比較部を有し、
    共通の配線を介して電源電圧が与えられる複数の前記比較部を有する撮像装置の駆動方法であって、
    前記信号電荷の蓄積を同じタイミングで終了した前記複数の光電変換部が生成した前記信号電荷に基づく前記アナログ信号が、複数の前記比較部の各々に、前記複数のアナログ信号出力部の各々から出力され、
    前記アナログ信号と前記参照信号とを比較する動作を開始するタイミングを、前記複数の比較器で異ならせることを特徴とする撮像装置の駆動方法。