JP2016105622A - 撮像装置および撮像システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態による撮像素子100の概略構成図である。100はCMOSイメージセンサと呼称される撮像素子であり、受光した被写体像を光電変換し、その電気信号をデジタル信号として出力する。撮像素子100は、画素部10、垂直走査回路15、増幅部20、ランプ信号発生回路(参照信号発生回路)25、比較部30、カウンタ部40、メモリ部50、出力回路60、水平走査回路65、タイミング発生回路(TG)70を有する。画素部10は、2次元行列状に配置された複数の画素10−1を有する。画素10−1は、光電変換により画素信号を生成する。垂直走査回路15は、駆動パルスX−1,X−2,・・・を画素部10に出力する。増幅部20は、画素部10からの画素信号を増幅する。ランプ信号発生回路25は、画素信号との比較信号として、時間に対して変化するランプ信号(参照信号)を生成する。比較部30は、増幅部20により増幅された画素信号とランプ信号とを比較する。カウンタ部40は、比較部30が比較結果を出力するまでカウントする。メモリ部(補正部)50は、カウンタ部40のカウントデータを保持し、保持データのビットシフト及び演算を行う。水平走査回路65は、水平走査により、メモリ部50からのデータを出力回路60へ転送する。タイミング発生回路70は、上記回路ブロックをそれぞれタイミング制御する。
ΔVvl=−Q・Gsf/CFD ・・・(1)
Vct=VREF+Q・(Gsf/CFD)・(C0/Cf) ・・・(2)
図7は、本発明の第2の実施形態による撮像システムの構成例を示す図である。撮像システム800は、例えば、光学部810、撮像素子100、映像信号処理回路部830、記録・通信部840、タイミング制御回路部850、システムコントロール回路部860、及び再生・表示部870を含む。撮像装置820は、撮像素子100及び映像信号処理回路部830を有する。撮像素子100は、第1の実施形態で説明した撮像素子100が用いられる。
Claims (8)
- 光電変換により信号を生成する画素と、
前記画素のリセット状態における前記画素に基づく基準信号と時間に対して変化する基準信号用参照信号とを比較し、前記画素の非リセット状態における前記画素に基づく有効信号と前記基準信号用参照信号より時間に対する変化率が大きい有効信号用参照信号とを比較する比較回路と、
前記画素に基づく基準信号と前記基準信号用参照信号との大小関係が逆転するまでの間に第1のカウント値のカウントを行い、前記画素に基づく有効信号と前記有効信号用参照信号との大小関係が逆転するまでの間に第2のカウント値のカウントを行うカウンタ回路と、
前記基準信号用参照信号及び前記有効信号用参照信号の時間に対する変化率の違いに対応する前記第1のカウント値及び前記第2のカウント値の分解能の違いを補正し、前記補正した第1のカウント値及び第2のカウント値の差分を出力する補正部と
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記補正部は、前記第2のカウント値をビットシフトすることにより、前記分解能の違いを補正することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 前記カウンタ回路は、前記第1のカウント値をダウンカウント又はアップカウントし、前記第1のカウント値のアップダウン方向と逆方向になるように前記第2のカウント値をカウントすることを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。
- さらに、前記画素に基づく有効信号のレベルに応じて、前記有効信号用参照信号の時間に対する変化率を設定する選択回路を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記選択回路は、前記画素に基づく有効信号のレベルが比較電圧より大きいときには第1の参照信号を選択し、前記画素に基づく有効信号のレベルが前記比較電圧より小さいときには前記第1の参照信号より時間に対する変化率が小さい第2の参照信号を選択することを特徴とする請求項4記載の撮像装置。
- 前記比較電圧は、前記第2の参照信号の最終到達電圧より低いことを特徴とする請求項5記載の撮像装置。
- 前記基準信号用参照信号は、前記第2の参照信号に対して、時間に対する変化率が同じであることを特徴とする請求項5又は6記載の撮像装置。
- 前記比較回路は、前記画素のリセット状態における前記画素に基づく基準信号と時間に対して変化する基準信号用参照信号とを比較し、前記カウンタ回路は、前記画素に基づく基準信号と前記基準信号用参照信号との大小関係が逆転するまでの間に第1のカウント値のカウントを行い、
その後、前記比較回路は、前記画素の非リセット状態における前記画素に基づく有効信号と前記基準信号用参照信号より時間に対する変化率が大きい有効信号用参照信号とを比較し、前記カウンタ回路は、前記画素に基づく有効信号と前記有効信号用参照信号との大小関係が逆転するまでの間に第2のカウント値のカウントを行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置。
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