JP2014120868A5 - - 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、画素信号を出力する画素と、前記画素信号に基づく信号と参照信号とを比較して比較結果信号を出力する比較器を含み、前記画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、を有する撮像装置の駆動方法であって、前記ＡＤ変換部を、逐次比較型とランプ型の一方のＡＤ変換回路として動作させて、前記画素信号に基づくデジタル信号の上位ビットの信号値を決定する第１の動作と、前記第１の動作の後に、前記ＡＤ変換部を、前記逐次比較型と前記ランプ型の他方のＡＤ変換回路として動作させて、前記画素信号に基づく前記デジタル信号の下位ビットの信号値を決定する第２の動作と、第１のランプ信号と比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第１の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部が生成する第１のデジタル信号、および、前記第１のランプ信号とは異なる電位から電位の変化を開始する第２のランプ信号と前記比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第２の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部が生成する第２のデジタル信号に基づいて補正値を生成する補正値生成動作と、前記逐次比較型のＡＤ変換回路としての動作に用いる基準電位を前記補正値に基づいて補正する第１の補正動作と、前記画素信号に基づく前記デジタル信号を前記補正値に基づいて補正する第２の補正動作と、を行うことを特徴とする撮像装置の駆動方法である。

また別の態様は、画素信号を出力する画素と、前記画素信号に基づく信号と参照信号とを比較して比較結果信号を出力する比較器を含み、前記画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、信号処理回路と、を有し、前記ＡＤ変換部は、逐次比較型とランプ型の一方のＡＤ変換回路として動作することにより、前記画素信号に基づくデジタル信号の上位ビットの信号値を決定し、前記上位ビットの信号値を決定した後に、前記ＡＤ変換部は、前記逐次比較型と前記ランプ型の他方のＡＤ変換回路として動作することにより、前記画素信号に基づく前記デジタル信号の下位ビットの信号値を決定し、第１のランプ信号と比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第１の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部は第１のデジタル信号を生成し、前記第１のランプ信号とは異なる電位から電位の変化を開始する第２のランプ信号と前記比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第２の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部は第２のデジタル信号を生成し、前記信号処理回路が、前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号とに基づいて補正値を生成する回路と、前記逐次比較型のＡＤ変換回路としての動作に用いる基準電位を、前記補正値に基づいて補正する第１の補正動作、および、前記画素信号を変換した前記デジタル信号を前記補正値に基づいて補正する第２の補正動作を行う回路と、を含む、ことを特徴とする撮像装置である。

また別の態様は、画素信号を出力する画素と、前記画素信号に基づく信号と参照信号とを比較して比較結果信号を出力する比較器を含み、前記画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、信号処理回路と、を有し、前記ＡＤ変換部は、逐次比較型とランプ型の一方のＡＤ変換回路として動作することにより、前記画素信号に基づくデジタル信号の上位ビットの信号値を決定し、前記上位ビットの信号値を決定した後に、前記ＡＤ変換部は、前記逐次比較型と前記ランプ型の他方のＡＤ変換回路として動作することにより、前記画素信号に基づく前記デジタル信号の下位ビットの信号値を決定し、第１のランプ信号と比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第１の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部は第１のデジタル信号を生成し、前記第１のランプ信号とは異なる電位から電位の変化を開始する第２のランプ信号と前記比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第２の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部は第２のデジタル信号を生成し、前記信号処理回路が、前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号とに基づいて補正値を生成する回路と、前記逐次比較型のＡＤ変換回路としての動作に用いる基準電位を、前記補正値に基づいて補正する第１の補正動作、および、前記画素信号を変換した前記デジタル信号を前記補正値に基づいて補正する第２の補正動作を行う回路と、を含む、ことを特徴とする撮像システムである。

Claims (16)

1. 画素信号を出力する画素と、
   前記画素信号に基づく信号と参照信号とを比較して比較結果信号を出力する比較器を含み、前記画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、を有する撮像装置の駆動方法であって、
   前記ＡＤ変換部を、逐次比較型とランプ型の一方のＡＤ変換回路として動作させて、前記画素信号に基づくデジタル信号の上位ビットの信号値を決定する第１の動作と、
   前記第１の動作の後に、前記ＡＤ変換部を、前記逐次比較型と前記ランプ型の他方のＡＤ変換回路として動作させて、前記画素信号に基づく前記デジタル信号の下位ビットの信号値を決定する第２の動作と、
   第１のランプ信号と比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第１の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部が生成する第１のデジタル信号、および、前記第１のランプ信号とは異なる電位から電位の変化を開始する第２のランプ信号と前記比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第２の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部が生成する第２のデジタル信号に基づいて補正値を生成する補正値生成動作と、
   前記逐次比較型のＡＤ変換回路としての動作に用いる基準電位を前記補正値に基づいて補正する第１の補正動作と、
   前記画素信号に基づく前記デジタル信号を前記補正値に基づいて補正する第２の補正動作と、を行うことを特徴とする撮像装置の駆動方法。
2. 前記撮像装置は、各々が前記画素を有する複数の画素列と、各々が前記画素列の各々に対応して設けられた複数の前記ＡＤ変換部と、を有し、
   前記複数のＡＤ変換部の各々の前記補正値から平均値を得て、前記平均値に基づいて、前記第１の補正動作と前記第２の補正動作と、を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の駆動方法。
3. 前記比較信号は前記基準電位に基づく信号であり、
   補正した前記基準電位に基づく第２の比較信号と前記第１のランプ信号とに基づいて第３のデジタル信号を生成し、
   前記第２の比較信号と前記第２のランプ信号とに基づいて第４のデジタル信号を生成し、
   前記第３のデジタル信号と前記第４のデジタル信号とに基づいて第２の補正値を生成し、
   前記第２の補正動作に用いる前記補正値が前記第２の補正値であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置の駆動方法。
4. 前記第２の補正動作を、前記ＡＤ変換部が生成するデジタル信号の最小値から最大値の範囲において、１つの前記補正値で行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法。
5. 前記ＡＤ変換部が、前記逐次比較型のＡＤ変換回路として動作して、前記画素信号に基づくデジタル信号の、複数のビットを有する上位ビットの信号値を決定し、
   前記ＡＤ変換部が、前記ランプ型のＡＤ変換回路として動作して、前記画素信号に基づく前記デジタル信号の下位ビットの信号値を決定し、
   前記第１のランプ信号が電位の変化を開始する電位と、前記第２のランプ信号が電位の変化を開始する電位と、の電位差が、
   前記上位ビットのうちの最下位ビットの信号値の差に対応する電位差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の駆動方法。
6. 前記ＡＤ変換部の前記ランプ型のＡＤ変換回路としての動作で前記比較器に与えるランプ信号を補正しないことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法。
7. 前記比較器は一のノードと、他のノードとを有し、
   前記比較器は、前記一のノードと前記他のノードとの電位を比較し、
   前記撮像装置は、前記比較器の前記一のノードに前記画素信号とテスト信号のいずれかを与え、
   前記比較器の前記他のノードに前記第１のランプ信号と前記第２のランプ信号とを順に与え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の駆動方法。
8. 前記テスト信号の信号値が、前記画素の出力するノイズ信号の信号値に基づくことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置の駆動方法。
9. 前記撮像装置はさらに、オプティカルブラック画素を有し、
   前記テスト信号の信号値が、前記オプティカルブラック画素が出力する信号の信号値に基づくことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置の駆動方法。
10. 前記撮像装置はさらにリファレンス画素を有し、
    前記テスト信号の信号値が、前記リファレンス画素の出力する信号の信号値に基づくことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置の駆動方法。
11. 前記撮像装置は、さらに前記画素信号が与えられる入力ノードを有する増幅器を有し、
    前記増幅器は前記画素信号にゲインを掛けて前記比較器に信号を出力し、
    前記テスト信号の信号値が、リセットされた前記入力ノードの電位に基づいて前記増幅器が出力する信号の信号値に基づくことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法。
12. 前記ＡＤ変換部は、複数の容量値を有する信号供給回路をさらに有し、
    前記複数の容量値のうちの第１の容量値と前記基準電位とに基づいて、前記信号供給回路が前記第１のランプ信号を前記比較器に与え、
    前記第１の容量値とは容量値の異なる第２の容量値と前記基準電位とに基づいて、前記信号供給回路が前記第２のランプ信号を前記比較器に与えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の撮像装置の駆動方法。
13. 前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号との差に基づいて、前記補正値を生成す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の駆動方法。
14. 画素信号を出力する画素と、
    前記画素信号に基づく信号と参照信号とを比較して比較結果信号を出力する比較器を含み、前記画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
    信号処理回路と、を有し、
    前記ＡＤ変換部は、逐次比較型とランプ型の一方のＡＤ変換回路として動作することにより、前記画素信号に基づくデジタル信号の上位ビットの信号値を決定し、
    前記上位ビットの信号値を決定した後に、前記ＡＤ変換部は、前記逐次比較型と前記ランプ型の他方のＡＤ変換回路として動作することにより、前記画素信号に基づく前記デジタル信号の下位ビットの信号値を決定し、
    第１のランプ信号と比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第１の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部は第１のデジタル信号を生成し、
    前記第１のランプ信号とは異なる電位から電位の変化を開始する第２のランプ信号と前記比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第２の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部は第２のデジタル信号を生成し、
    前記信号処理回路が、
    前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号とに基づいて補正値を生成する回路と、
    前記逐次比較型のＡＤ変換回路としての動作に用いる基準電位を、前記補正値に基づいて補正する第１の補正動作、および、前記画素信号を変換した前記デジタル信号を前記補正値に基づいて補正する第２の補正動作を行う回路と、を含む、
    ことを特徴とする撮像装置。
15. 請求項１４に記載の撮像装置と、前記撮像装置から出力され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. 画素信号を出力する画素と、
    前記画素信号に基づく信号と参照信号とを比較して比較結果信号を出力する比較器を含み、前記画素信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
    信号処理回路と、を有し、
    前記ＡＤ変換部は、逐次比較型とランプ型の一方のＡＤ変換回路として動作することにより、前記画素信号に基づくデジタル信号の上位ビットの信号値を決定し、
    前記上位ビットの信号値を決定した後に、前記ＡＤ変換部は、前記逐次比較型と前記ランプ型の他方のＡＤ変換回路として動作することにより、前記画素信号に基づく前記デジタル信号の下位ビットの信号値を決定し、
    第１のランプ信号と比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第１の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部は第１のデジタル信号を生成し、
    前記第１のランプ信号とは異なる電位から電位の変化を開始する第２のランプ信号と前記比較信号との比較の結果として前記比較器から出力される第２の比較結果信号に基づいて、前記ＡＤ変換部は第２のデジタル信号を生成し、
    前記信号処理回路が、
    前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号とに基づいて補正値を生成する回路と、
    前記逐次比較型のＡＤ変換回路としての動作に用いる基準電位を、前記補正値に基づいて補正する第１の補正動作、および、前記画素信号を変換した前記デジタル信号を前記補正値に基づいて補正する第２の補正動作を行う回路と、を含む、
    ことを特徴とする撮像システム。