JP2017200151A - 固体撮像素子および固体撮像素子の動作方法、撮像装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電源電圧の揺れを適切に測定できるようにし、測定した電源電圧の揺れを用いて電源電圧の揺れに起因するノイズを除去できるようにする。
【解決手段】行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、行単位で重複しない異なるタイミングで画素信号がアナログデジタル変換されるとき、対応する画素に供給する電源の電圧をサンプリングさせる。本開示は、固体撮像素子に適用することができる。
【選択図】図3
【解決手段】行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、行単位で重複しない異なるタイミングで画素信号がアナログデジタル変換されるとき、対応する画素に供給する電源の電圧をサンプリングさせる。本開示は、固体撮像素子に適用することができる。
【選択図】図3
Description
本開示は、固体撮像素子および固体撮像素子の動作方法、撮像装置、および電子機器に関し、特に、電源電圧の揺れによる影響を低減できるようにした固体撮像素子および固体撮像素子の動作方法、撮像装置、および電子機器に関する。
CIS(CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)Image Sensor)では、画素信号の読み出しは、一般的に行単位で同時読み出しされ、この行単位の読出し制御を繰り返すことで1枚の画像を生成する。
この画素信号には、様々なノイズが含まれており、この除去方法が提案されている。
画素信号には、例えば、トランジスタ特性のばらつきや電源電圧の揺れに起因して生じるノイズが含まれている。
そこで、このトランジスタのばらつきに起因した画素信号のノイズを低減する技術が提案されている(特許文献1参照)。
また、近年においては、ロジック回路が動作する際の電源電圧揺れがノイズとして画質に影響を与えるケースが生じており、画質向上のハードルになっている。
従来、この電源電圧の揺れに対しては、外部部品や基板配線の強化で揺れ自身を抑える対策がとられてきた。
しかしながら、電源電圧の揺れ自身を検出することができるようになれば、制御上の工夫で発生源をコントロールできる情報を持てるようになるため、より簡単な対策ができるようになる。
そのためには、この電源電圧の揺れを適切に検出する必要がある。
一般的には、f=100MHzのSin波を復元するには2倍の200MHzのサンプリングデータを必要とするが、行単位の読み出し期間が5us程度の場合、1行の読出しにおける電源電圧の揺れを復元するには1000ポイントのデータを取る必要がある。
1ポイント=5nsでAD変換することはスピード上、非現実的なので、複数配置のAD変換部が必要となるが、この場合、実装面積に限界があり、やはり現実的なものではなかった。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、簡単な装置構成で、電源電圧の揺れを適切に測定できるようにし、測定した電源電圧の揺れを用いて電源電圧の揺れに起因するノイズを除去できるようにするものである。
本開示の一側面の固体撮像素子は、入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる固体撮像素子である。
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングとずれたタイミングで、前記動作制御部には、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせることができる。
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされた前記タイミングと隣接するタイミングで、前記動作制御部には、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせることができる。
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングでアナログデジタル変換されるとき、前記動作制御部には、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせ、前記行単位で重複しない異なる全てのタイミングのサンプリング結果より、前記電源の電圧の行内変動と行間変動とを含む波形を求めて記憶させるようにすることができる。
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記動作制御部には、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせるようにすることができる。
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記動作制御部には、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせ、サンプリング結果より前記電源の電圧の行間変動波形を求めて記憶させるようにすることができる。
前記動作制御部には、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせ、前記行単位で重複しない異なる全てのタイミングのサンプリング結果より、前記電源の電圧の行内変動と行間変動とを含む波形を求めて記憶させ、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせ、サンプリング結果より前記電源の電圧の行間変動波形を求めて記憶させ、前記行内変動と行間変動とを含む波形より、前記行間変動波形を減算することで、前記行内変動波形を求め、前記行内変動波形を用いて前記電源の電圧の振幅を補正させるようにすることができる。
前記サンプリング部によりサンプリングされた前記電源の電圧の振幅をアナログデジタル変換する電源電圧アナログデジタル変換部をさらに含ませるようにすることができ、前記動作制御部には、前記サンプリング部に、直前にサンプリングさせた電源の電圧が、前記電源電圧アナログデジタル変換部によりアナログデジタル変換された後に、次の電源の電圧をサンプリングさせるようにすることができる。
前記動作制御部には、前記サンプリング部に、直前にサンプリングさせた電源の電圧が、前記電源電圧アナログデジタル変換部によりアナログデジタル変換された後であって、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングでアナログデジタル変換されるとき、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせるようにすることができる。
本開示の一側面の固体撮像素子の動作方法は、入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含む固体撮像素子の動作方法であって、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記画素に供給する電源の電圧をサンプリングさせる固体撮像素子の動作方法である。
本開示の一側面の撮像装置は、入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる撮像装置である。
本開示の一側面の電子機器は、入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる電子機器である。
本開示の一側面においては、複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子により、入射光の光量に応じて画素信号を生成され、前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号が順次アナログデジタル変換され、電力を供給する電源の電圧がサンプリングされ、前記サンプリングの動作が制御され、前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記電源の電圧がサンプリングされる。
本開示の一側面によれば、電源電圧の揺れを適切に測定できるようにし、測定した電源電圧の揺れを用いて電源電圧の揺れに起因するノイズを除去することが可能となる。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<本開示の電源電圧の揺れの測定の概要>
本開示の技術を説明するに当たって、まず、本開示の電源電圧の揺れの測定の概要を説明する。
本開示の技術を説明するに当たって、まず、本開示の電源電圧の揺れの測定の概要を説明する。
例えば、図1の左部の顔F1が含まれる画像P1がX列×Y行の画素配列からなる撮像素子により撮像された場合、画素信号は、1行ずつ上の行から順次行単位で読み出される。このとき、各行の画素信号は画素単位で同時に読み出される。
この結果、時系列には、図1の右上部で示されるように、n行目の画素信号が読み出される(Read: n line)と、次に、(n+1)行目の信号が読み出され、この処理がY行分繰り返されることで、1枚の画像についての画素信号が読み出されることになる。
このとき、各行の画素信号を読み出すと、各画素信号が読み出される際の電源電圧は、本来一定であるべきところ、例えば、図1の右下部で示されるように変動する(揺れる)。尚、図1の右下部においては、n行目の画素信号が読み出される期間における電源電圧の波形を示している。
電源電圧は、本来、一定であるべきものであるので、この電源電圧の揺れが画素信号に対してノイズとして影響することになり、結果として画質の低下を招く恐れがある。
図1の右下部で示される電源電圧の揺れを示す波形は、各行において、略同一の波形を示すことが分かっているので、その波形を測定することができれば、電源電圧の揺れに起因する画素信号に含まれるノイズを除去できるように補正することが可能となる。
そこで、この電源電圧の各行の画素信号がアナログデジタル変換されるときに電源電圧を測定することを考える。
例えば、図2の左部で示されるように、200MHzのクロック信号の場合、クロック信号を用いたロジック動作の最小単位は、5usとなるが、図2の右部で示されるように、1行分の画素信号を読み出してアナログデジタル変換するのに必要とされる時間も5us程度である。すると、この5usで、波形測定に2000ポイント程度の測定結果を得る必要があるが、1台のAD変換(アナログデジタル変換)器を用いて処理した場合、1ポイントあたり2.5ns程度でAD変換する必要があり、AD変換器の性能をどれだけ高速にしても現実的ではない。仮に、複数のAD変換器を用いたとしても、必要とされるAD変換器の数が多く、実装面積そのものを確保することも難しい。
そこで、本開示の技術においては、例えば、図3の右上部で示されるように、1行の読み出し期間のうちの一部のタイミングで、電源電圧を測定し、さらに、各行において、タイミングをずらしながら測定することを繰り返すことで、1行の読み出し期間の全体の測定結果を求め、図3の左上部で示される波形L1で示されるような電源電圧の揺れを表す波形を求める。
ただし、この波形L1には、1行の読み出し期間における電源電圧の揺れ(以降において、行内変動とも称する)と共に、異なる行間の電源電圧の揺れと(以降において、行間電圧とも称する)をも含んでいる。そこで、この行間変動については、図3の左下部で示されるように、各行について、画素信号がアナログデジタル変換される期間における同一のタイミングで電源電圧を測定することで、図3の右上部の波形L2で表される行間変動を求める。
そして、図3の右下部で示されるように、行内変動と行間変動両方の要素を含む波形L1から、行間変動の要素を含む波形L2の要素を減算することで、純粋な行内変動を求める。
尚、図3の右下部においては、行内変動の要素を「H揺れ要素」と称し、行間変動の要素を「V揺れ要素」と称し、それら両方の揺れを含む要素を「H+V揺れ要素」と称している。
求めたい「H揺れ要素」からなる行内変動の要素の波形は、1行毎に電源電圧を測定するタイミングをずらしながら各タイミングで測定される「H+V揺れ要素」、すなわち、行内変動および行間変動の要素の両方を含む波形L1から、1行毎に同一のタイミングで測定される「V揺れ要素」、すなわち、行間変動の要素を含む波形L2を減算することにより求められることになる。
尚、図3の右上部および左下部においては、各行である行1H、2H、・・・NHにおける電源電圧の揺れを表す波形が示されており、水平方向の測定位置が黒丸で示されている。そして、右上部においては、点線で示されるように、行毎に所定間隔で図中の右方向、すなわち、時間方向に遅れる方向に測定タイミングがずれていることが示されている。また、図3の左下部においても、点線で示されるように、各行である行1H、2H、・・・NHにおける電源電圧の測定タイミングが同一であり、行間の電源電圧の揺れ(行間変動)が測定されている。
図3の左上部は、行内変動と行間変動との両方を含む波形L1と、行間変動を示す波形L2とが示されている。
<本開示の一実施の形態の構成例>
次に、図4を参照して、本開示の固体撮像素子について説明する。
次に、図4を参照して、本開示の固体撮像素子について説明する。
図4で示される固体撮像素子11は、画素アレイ(PIX)31、カラムADC(Column ADC(Analog Digital Converter))32−1,32−2、垂直転送制御部(VS)33、バイアス回路(BIAS)34、DAC(Digital Analog Converter)35、デジタル回路(DG)36、AD(Analog Digital 変換回路)37、サンプリング回路(sampling)38、PLL(Phase Locked Loop)39、およびIF(Interface)40を備えている。
画素アレイ31には、複数の画素51が2次元にアレイ状に配置されており、垂直転送制御部33からの制御信号に応じて、行単位でアナログの画素信号をカラムADC32−1また32−2に出力する。
カラムADC32−1,32−2は、PLL39より供給されてくるクロック信号と同期して、それぞれバイアス回路34より供給されてくる基準電圧と、DAC35より供給されてくるリファレンス電圧とに基づいて、アナログの画素信号をデジタルの画素信号に変換してデジタル回路36に出力する。
サンプリング回路38は、デジタル回路36によりタイミングが制御されて、指定されたタイミングにおいて電源電圧(図4においては、高電圧(VDDH)、中電圧(VDDM)、および低電圧(VDDL)の3種類の電源電圧)をサンプリングし(測定し)、測定結果をAD37に供給する。
尚、この例においては、電源電圧として、高電圧電源(VDDH)、中電圧電源(VDDM)、および低電圧電源(VDDL)が同時に測定可能な構成とされているが、いずれか1個、または、2個の電源電圧を測定するようにしてもよい。また、以降においては、これらを特に区別する必要がない場合、単に、電源VDDと称するものとする。
AD(アナログデジタル変換回路)37は、デジタル回路36によりタイミングが制御され、サンプリング回路38より供給されてくるサンプリング結果である電源VDDの電圧のアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタル回路36に供給する。
デジタル回路36は、PLL39より供給されてくるクロック信号に同期して、サンプリング回路38より電源VDDの電圧をサンプリングさせると共に、サンプリング結果をAD37にAD変換させる。
デジタル回路36は、デジタル信号に変換された電源VDDの電圧のサンプリング結果を順次記憶して、上述した図3で示される波形L1,L2を生成すると共に記憶する。さらに、デジタル回路36は、生成した波形L1,L2に基づいて、カラムADC32−1,32−2より供給されてくるデジタル信号からなる画素信号に、電源VDDの電圧が揺れることに起因して生じるノイズを除去して、PLL39に供給し、所定の信号に同期してIF40より出力する。
<画素回路の構成例>
次に、図5を参照して、画素51の構成例について説明する。
次に、図5を参照して、画素51の構成例について説明する。
画素51は、光電変換素子としてのフォトダイオード71、転送トランジスタ72、FD(フローティングディフュージョン)73、リセットトランジスタ74、増幅トランジスタ75、および選択トランジスタ76を有する。
フォトダイオード71は、受光した光量に応じた電荷(信号電荷)を生成し、かつ、蓄積する。フォトダイオード71は、アノード端子が接地されているとともに、カソード端子が転送トランジスタ72を介して、FD73に接続されている。
転送トランジスタ72は、転送信号TRによりオンされたとき、フォトダイオード71で生成された電荷を読み出し、FD73に転送する。
FD73は、フォトダイオード71から読み出された電荷を保持する。リセットトランジスタ74は、リセット信号RSTによりオンされたとき、FD73に蓄積されている電荷がドレイン(電源VDD)に排出されることで、FD73の電位をリセットする。
増幅トランジスタ75は、FD73の電位に応じた画素信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ75は、垂直信号線77を介して接続されている定電流源としての負荷MOS(不図示)とソースフォロワ回路を構成し、FD73に蓄積されている電荷に応じたレベルを示す画素信号が、増幅トランジスタ75から選択トランジスタ76と垂直信号線77を介してカラムADC32−1,32−2に出力される。
選択トランジスタ76は、選択信号SELにより画素51が選択されたときオンされ、画素51の画素信号を、垂直信号線77を介してカラムADC32−1,32−2に出力する。転送信号TR、選択信号SEL、及びリセット信号RSTは、垂直転送制御部(VS)33より供給される。
画素51は、以上のように構成することができるが、この構成に限定されるものではなく、その他の構成を採用することもできる。
すなわち、各画素51において、ドレインとなる電源VDDの電圧が読み出すタイミングに応じて揺れることにより、リセットされた電位が変化し、画素信号が変化することで、結果として、ノイズが生じることになる。また、ノイズの発生源となりうる電源VDDは、図5の電源VDDのみならず、カラムADC32−1,32−2などの他の装置の電源VDDの変動も含むものである。
<行内変動+行間変動測定処理>
次に、図6のフローチャートを参照して、図4の固体撮像素子11による行内変動+行間変動測定処理(図3におけるH+V揺れ要素である波形L1の測定処理)について説明する。尚、この処理と並列して、行単位で画素信号が読み出されて、カラムADC32−1,32−2によりAD変換処理が繰り返されていることが前提となる。
次に、図6のフローチャートを参照して、図4の固体撮像素子11による行内変動+行間変動測定処理(図3におけるH+V揺れ要素である波形L1の測定処理)について説明する。尚、この処理と並列して、行単位で画素信号が読み出されて、カラムADC32−1,32−2によりAD変換処理が繰り返されていることが前提となる。
ステップS11において、デジタル回路36は、タイミングと行をカウントするカウンタT,Yを0に初期化する。
ステップS12において、デジタル回路36は、カラムADC32−1,32−2によるY行目の画素信号の読み出し期間におけるタイミングTであるか否か(Y行目の画素信号が読み出される期間に入ってから時間Tが経過したか否か)を判定し、Y行目の画素信号が読み出される期間におけるタイミングTまで同様の処理を繰り返す。そして、ステップS12において、Y行目の画素信号の読み出し期間におけるタイミングTになった場合、処理は、ステップS13に進む。
ステップS13において、デジタル回路36は、サンプリング回路38に対して、電源VDDの電圧をサンプリングさせる。
ステップS14において、デジタル回路36は、サンプリング回路38によりサンプリングが完了したか否かを判定し、サンプリングが完了するまで同様の処理を繰り返す。そして、ステップS14において、サンプリング回路38により、電源VDDの電圧のサンプリングが完了し、サンプリング結果がAD部37に出力された場合、サンプリングが完了したものとみなし、処理は、ステップS15に進む。
ステップS15において、デジタル回路36は、AD37に対して、サンプリング結果となる電源VDDの電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換させる。
ステップS16において、デジタル回路36は、AD37によりデジタル信号に変換された電源VDDの電圧の情報を、Y行目の画素信号の読み出し期間におけるタイミングTに対応付けて記憶する。
ステップS17において、デジタル回路36は、カウンタTが最大値Tmax(1行の画素信号の読み出し期間の全期間の)であるか否かを判定し、最大値ではない場合、処理は、ステップS18に進む。
ステップS18において、デジタル回路36は、カウンタYが最大値Ymax(垂直方向の行数)であるか否かを判定し、最大値ではない場合、処理は、ステップS20に進む。
ステップS20において、デジタル回路36は、カウンタYを1インクリメントし、カウンタTをtインクリメントし、処理は、ステップS12に戻る。ここで、tは、AD37の変換速度に起因して設定される値であり、ステップS13乃至S16の処理が繰り返される際に必要とされる時間となる。すなわち、このtをAD37の処理速度に応じて設定することで、様々な処理速度のAD変換器により処理を実現することが可能となる。
一方、ステップS18において、カウンタYが最大値Ymaxである場合、ステップS19において、デジタル回路36は、カウンタYを0にリセットする。すなわち、全てのタイミングについて処理がなされるまでは、繰り返される処理であるので、画像の垂直方向の全行数について処理が完了した場合については、再び、先頭行から処理を繰り返す。
すなわち、ステップS17において、カウンタTが最大値Tmaxになるまで、換言すれば、1行分の画素信号の読み出し期間に相当する全てのタイミングで電源VDDの電圧が測定されるまで、ステップS12乃至S20の処理が繰り返される。
そして、ステップS17において、カウンタTが最大値Tmaxになると、処理は、ステップS21に進む。
ステップS21において、デジタル回路36は、タイミングに対応付けて記憶されている電源VDDの電圧の情報に基づいて、行内変動+行間変動波形、すなわち、図3における波形L1に対応する波形を復元して記憶する。
以上の一連の処理により、例えば、図7で示されるように、連続するY(n−1)行目、Y(n)行目、およびY(n+1)行目のそれぞれにおいて、連続するタイミングT1、T2、T3の画素の画素信号がAD変換される際の電源VDDの電圧が測定される。尚、図7においては、連続する各行のそれぞれで連続するタイミングTの画素の電源VDDの電圧が測定される例が示されているが、例えば、AD37の処理速度が遅いような場合、複数行毎に1タイミングずつ測定し、複数行単位でタイミングをずらしながら電源VDDの電圧を測定するようにしてもよい。
いずれにしても、行単位の処理期間内の全てのタイミングについて電源VDDの電圧が測定されるようにすることで、行内変動+行間変動波形を測定できればよい。
従って、例えば、図8の左部で示されるように、1frm(フレーム)目で水平方向に対して左端部となるタイミングTa乃至Tbまでの画素に対応する電源VDDの電圧を測定し、2frm目でタイミングTb乃至Tcまでの画素に対応する電源VDDの電圧を測定し、3frm目でタイミングTc乃至Tdまでの画素に対応する電源VDDの電圧を測定するようにして、図8の右部で示されるような行内変動+行間変動波形を求めるようにしてもよい。
尚、図8においては、図中の左部で1frm乃至4frmまでの電源VDDの電圧がサンプリングされるタイミングの軌跡が直線で示されており、図中の右部でサンプリングされた電源VDDの電圧の波形が示されている。図8の右部で示される波形が、図3における波形L1に相当するものである。
<行間変動測定処理>
次に、図9のフローチャートを参照して、図4の固体撮像素子11による行間変動測定処理(図3におけるV揺れ要素である波形L2の測定処理)について説明する。
次に、図9のフローチャートを参照して、図4の固体撮像素子11による行間変動測定処理(図3におけるV揺れ要素である波形L2の測定処理)について説明する。
ステップS31において、デジタル回路36は、行をカウントするカウンタYを0に初期化する。
ステップS32において、デジタル回路36は、カラムADC32−1,32−2によるY行目の画素信号の読み出し期間における、所定のタイミングT(Tは任意)であるか否か(Y行目の画素信号の読み出し期間に入ってから時間Tが経過したか否か)を判定し、Y行目の画素信号の読み出し期間における、所定のタイミングTまで同様の処理を繰り返す。そして、ステップS32において、Y行目の画素信号の読み出し期間における、所定のタイミングTになった場合、処理は、ステップS33に進む。
ステップS33において、デジタル回路36は、サンプリング回路38に対して、電源VDDの電圧をサンプリングさせる。
ステップS34において、デジタル回路36は、サンプリング回路38によりサンプリングが完了したか否かを判定し、サンプリングが完了するまで同様の処理を繰り返す。そして、ステップS34において、サンプリング回路38が、電源VDDの電圧のサンプリングを完了し、AD37に出力した場合、処理は、ステップS35に進む。
ステップS35において、デジタル回路36は、AD37に対して、サンプリング結果となる電源VDDの電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換させる。
ステップS36において、デジタル回路36は、AD37によりデジタル信号に変換された電源VDDの電圧の情報を、Y行目の所定のタイミングTに対応付けて記憶する。
ステップS37において、デジタル回路36は、カウンタYが最大値Ymax(垂直方向の行数)であるか否かを判定し、最大値ではない場合、処理は、ステップS38に進む。
ステップS38において、デジタル回路36は、カウンタYを1インクリメントし、処理は、ステップS12に戻る。
すなわち、ステップS37において、カウンタYが最大値Ymaxになるまで、換言すれば、垂直方向の行数分だけ、各行の読み出し期間における同一のタイミングでAD変換される際の電源VDDの電圧が測定されるまで、ステップS32乃至S38の処理が繰り返される。
そして、ステップS37において、カウンタYが最大値Ymaxになると、処理は、ステップS39に進む。
ステップS39において、デジタル回路36は、Y行目と所定のタイミングTに対応付けて記憶されている電源VDDの電圧の情報に基づいて、行間変動の波形、すなわち、図3における波形L2に対応する波形を復元して記憶する。
以上の一連の処理により、例えば、図10で示されるように、連続するY(n−1)行目、Y(n)行目、およびY(n+1)行目のそれぞれにおいて、同一のタイミングT11における電源VDDの電圧が測定される。
尚、図10においては、連続する各行のそれぞれで連続するタイミングで電源VDDの電圧が測定される例が示されているが、例えば、AD37の処理速度が遅いような場合、複数行毎に電源VDDの電圧を測定するようにしてもよい。
いずれにしても、全ての行の所定の同一のタイミングで電源VDDの電圧が測定されるようにすることで、垂直方向電源電圧振幅の波形を測定できればよい。
<補正処理>
次に、図11のフローチャートを参照して、上述の処理により取得された水平方向電源電圧振幅波形、および垂直方向電源電圧振幅波形を用いて、カラムADC32−1,32−2によりAD変換された画素信号の電源VDDの電圧の揺れにより生じたノイズを除去する補正処理について説明する。尚、この処理は、カラムADC32−1,32−2により順次画素信号がAD変換されていることを前提とする。
次に、図11のフローチャートを参照して、上述の処理により取得された水平方向電源電圧振幅波形、および垂直方向電源電圧振幅波形を用いて、カラムADC32−1,32−2によりAD変換された画素信号の電源VDDの電圧の揺れにより生じたノイズを除去する補正処理について説明する。尚、この処理は、カラムADC32−1,32−2により順次画素信号がAD変換されていることを前提とする。
ステップS51において、デジタル回路36は、行をカウントするカウンタYを0にリセットする。
ステップS52において、デジタル回路36は、Y行目の画素信号の読み出し開始タイミングになったか否かを判定し、開始タイミングになるまで、同様の処理を繰り返す。そして、ステップS52において、開始タイミングになったと判定された場合、処理は、ステップS53に進む。
ステップS53において、デジタル回路36は、行内変動+行間変動波形、および行間変動波形を用いて、行内変動波形を求めて、電源電圧VDDに対して、逆位相を掛けて電圧を補正する。
すなわち、図3を参照して説明したように、デジタル回路36は、図3の波形L1に対応する行内変動+行間変動波形より、図3の波形L2に対応する行間変動波形を減算することにより、行内変動波形を得ることができ、対応する画素位置の電源VDDの電圧の揺れの振幅に対して、行内変動波形の逆位相を掛けることで電源電圧を補正することが可能となる。
ステップS54において、デジタル回路36は、カウンタYが最大値Ymax(垂直方向の行数)であるか否かを判定し、最大値ではない場合、処理は、ステップS55に進む。
ステップS55において、デジタル回路36は、カウンタYを1インクリメントし、処理は、ステップS52に戻る。
ステップS54において、最大値である場合、処理は、ステップS56に進む。
ステップS56において、デジタル回路36は、処理の終了が指示されたか否かを判定し、終了が指示されていない場合、処理は、ステップS51に戻り、以降の処理が繰り返される。そして、ステップS56において、終了が指示された場合、処理は終了する。
以上の処理により、電源VDDの電圧が揺れることに起因して生じる画素信号へのノイズを除去することが可能となる。
尚、以上の処理においては、行内変動+行間変動測定処理、および行間変動測定処理をそれぞれ別途に実施し、それぞれの処理で求められた行内変動+行間変動波形、および行間変動波形を用いて、電源電圧VDDの変動を補正する例について説明してきたが、行内変動+行間変動測定処理、および行間変動測定処理をリアルタイムで、並列処理により、繰り返し測定することで、行内変動+行間変動波形、および行間変動波形の更新をリアルタイムで繰り返し、リアルタイムで更新された最新の行内変動+行間変動波形、および行間変動波形を用いて電源電圧VDDの揺れを補正するようにしてもよい。
このようにすることで、電源VDDの周辺環境に変化があった場合、周辺環境の変化に対応する行内変動+行間変動波形、および行間変動波形を保持することが可能となるので、より高精度に画素信号を補正することが可能となる。
また、行内変動+行間変動測定処理、および行間変動測定処理を連続的に繰り返し実行することで装置全体の負荷が大きくなる場合については、所定の時間間隔で処理を繰り返して、所定の時間間隔で行内変動+行間変動波形、および行間変動波形を更新するようにしてもよい。
さらに、行内変動+行間変動測定処理、および行間変動測定処理を繰り返し実行する場合については、行間変動測定処理については、例えば、電源VDDの電圧を測定する所定のタイミングTを繰り返す度に変更するようにしてもよい。
また、以上においては、行内変動+行間変動測定処理において、読み出される行が所定の方向で変化する度に、電源VDDの電圧が測定されるタイミングが、所定の時間間隔でずれる例について説明してきたが、ランダムな順序で重複しないタイミングとなるように変化させて電源VDDの電圧が測定されるタイミングを変化させながら測定するようにして、全ての測定が完了した後、並び替えて行内変動+行間変動波形を復元するようにしてもよい。この点については、行間変動測定処理においても同様である。
さらに、以上においては、電源VDDの電圧を測定するために別途サンプリング部38、およびAD37を設ける例について説明してきたが、その他の構成に含まれているサンプリング部やADを流用して上記の処理を実現するようにしてもよい。このようにすることで、装置構成をより簡易なものとすることができ、コストの上昇を抑制することが可能となる。
<電子機器への適用例>
上述した固体撮像素子11は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
上述した固体撮像素子11は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
図12は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図12に示される撮像装置201は、光学系202、シャッタ装置203、固体撮像素子204、駆動回路205、信号処理回路206、モニタ207、およびメモリ208を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
光学系202は、1枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光(入射光)を固体撮像素子204に導き、固体撮像素子204の受光面に結像させる。
シャッタ装置203は、光学系202および固体撮像素子204の間に配置され、駆動回路1005の制御に従って、固体撮像素子204への光照射期間および遮光期間を制御する。
固体撮像素子204は、上述した固体撮像素子を含むパッケージにより構成される。固体撮像素子204は、光学系202およびシャッタ装置203を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像素子204に蓄積された信号電荷は、駆動回路205から供給される駆動信号(タイミング信号)に従って転送される。
駆動回路205は、固体撮像素子204の転送動作、および、シャッタ装置203のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像素子204およびシャッタ装置203を駆動する。
信号処理回路206は、固体撮像素子204から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路206が信号処理を施すことにより得られた画像(画像データ)は、モニタ207に供給されて表示されたり、メモリ208に供給されて記憶(記録)されたりする。
このように構成されている撮像装置201においても、上述した光学系202、シャッタ装置203、および固体撮像素子204に代えて、固体撮像素子11を適用することにより、電源VDDの揺れに起因するノイズを抑制することが可能となる。
<固体撮像素子の使用例>
<固体撮像素子の使用例>
図13は、上述のカメラモジュール11を使用する使用例を示す図である。
上述したカメラモジュールは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
尚、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
<1> 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
固体撮像素子。
<2> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングとずれたタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
<1>に記載の固体撮像素子。
<3> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされた前記タイミングと隣接するタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
<1>または<2>に記載の固体撮像素子。
<4> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングでアナログデジタル変換されるとき、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせ、前記行単位で重複しない異なる全てのタイミングのサンプリング結果より、前記電源の電圧の行内変動と行間変動とを含む波形を求めて記憶する
<1>乃至<3>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<5> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせる
<1>乃至<4>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<6> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせ、サンプリング結果より前記電源の電圧の行間変動波形を求めて記憶する
<1>乃至<5>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<7> 前記動作制御部は、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせ、前記行単位で重複しない異なる全てのタイミングのサンプリング結果より、前記電源の電圧の行内変動と行間変動とを含む波形を求めて記憶し、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせ、サンプリング結果より前記電源の電圧の行間変動波形を求めて記憶し、
前記行内変動と行間変動とを含む波形より、前記行間変動波形を減算することで、前記行内変動波形を求め、
前記行内変動波形を用いて前記電源の電圧の振幅を補正する
<1>乃至<6>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<8> 前記サンプリング部によりサンプリングされた前記電源の電圧の振幅をアナログデジタル変換する電源電圧アナログデジタル変換部をさらに含み、
前記動作制御部は、前記サンプリング部に、直前にサンプリングさせた電源の電圧が、前記電源電圧アナログデジタル変換部によりアナログデジタル変換された後に、次の電源の電圧をサンプリングさせる
<1>乃至<7>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<9> 前記動作制御部は、前記サンプリング部に、直前にサンプリングさせた電源の電圧が、前記電源電圧アナログデジタル変換部によりアナログデジタル変換された後であって、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングでアナログデジタル変換されるとき、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
<8>に記載の固体撮像素子。
<10> 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含む固体撮像素子の動作方法であって、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記画素に供給する電源の電圧をサンプリングさせる
固体撮像素子の動作方法。
<11> 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
撮像装置。
<12> 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
電子機器。
<1> 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
固体撮像素子。
<2> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングとずれたタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
<1>に記載の固体撮像素子。
<3> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされた前記タイミングと隣接するタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
<1>または<2>に記載の固体撮像素子。
<4> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングでアナログデジタル変換されるとき、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせ、前記行単位で重複しない異なる全てのタイミングのサンプリング結果より、前記電源の電圧の行内変動と行間変動とを含む波形を求めて記憶する
<1>乃至<3>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<5> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせる
<1>乃至<4>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<6> 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせ、サンプリング結果より前記電源の電圧の行間変動波形を求めて記憶する
<1>乃至<5>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<7> 前記動作制御部は、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせ、前記行単位で重複しない異なる全てのタイミングのサンプリング結果より、前記電源の電圧の行内変動と行間変動とを含む波形を求めて記憶し、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせ、サンプリング結果より前記電源の電圧の行間変動波形を求めて記憶し、
前記行内変動と行間変動とを含む波形より、前記行間変動波形を減算することで、前記行内変動波形を求め、
前記行内変動波形を用いて前記電源の電圧の振幅を補正する
<1>乃至<6>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<8> 前記サンプリング部によりサンプリングされた前記電源の電圧の振幅をアナログデジタル変換する電源電圧アナログデジタル変換部をさらに含み、
前記動作制御部は、前記サンプリング部に、直前にサンプリングさせた電源の電圧が、前記電源電圧アナログデジタル変換部によりアナログデジタル変換された後に、次の電源の電圧をサンプリングさせる
<1>乃至<7>のいずれかに記載の固体撮像素子。
<9> 前記動作制御部は、前記サンプリング部に、直前にサンプリングさせた電源の電圧が、前記電源電圧アナログデジタル変換部によりアナログデジタル変換された後であって、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングでアナログデジタル変換されるとき、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
<8>に記載の固体撮像素子。
<10> 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含む固体撮像素子の動作方法であって、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記画素に供給する電源の電圧をサンプリングさせる
固体撮像素子の動作方法。
<11> 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
撮像装置。
<12> 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
電子機器。
11 固体撮像素子, 31 画素アレイ(PIX), 32−1,32−2 カラムADC, 33 垂直転送回路, 34 バイアス回路(BIAS), 35 DAC, 36 デジタル回路, 37 AD, 38 サンプリング回路(sampling), 39 PLL, 40 IF
Claims (12)
- 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
固体撮像素子。 - 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングとずれたタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされた前記タイミングと隣接するタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングでアナログデジタル変換されるとき、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせ、前記行単位で重複しない異なる全てのタイミングのサンプリング結果より、前記電源の電圧の行内変動と行間変動とを含む波形を求めて記憶する
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせる
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせ、サンプリング結果より前記電源の電圧の行間変動波形を求めて記憶する
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記動作制御部は、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせ、前記行単位で重複しない異なる全てのタイミングのサンプリング結果より、前記電源の電圧の行内変動と行間変動とを含む波形を求めて記憶し、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で直前の処理でサンプリングされたタイミングと同一のタイミングで、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をさらにサンプリングさせ、サンプリング結果より前記電源の電圧の行間変動波形を求めて記憶し、
前記行内変動と行間変動とを含む波形より、前記行間変動波形を減算することで、前記行内変動波形を求め、
前記行内変動波形を用いて前記電源の電圧の振幅を補正する
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記サンプリング部によりサンプリングされた前記電源の電圧の振幅をアナログデジタル変換する電源電圧アナログデジタル変換部をさらに含み、
前記動作制御部は、前記サンプリング部に、直前にサンプリングさせた電源の電圧が、前記電源電圧アナログデジタル変換部によりアナログデジタル変換された後に、次の電源の電圧をサンプリングさせる
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記動作制御部は、前記サンプリング部に、直前にサンプリングさせた電源の電圧が、前記電源電圧アナログデジタル変換部によりアナログデジタル変換された後であって、前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングでアナログデジタル変換されるとき、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
請求項8に記載の固体撮像素子。 - 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含む固体撮像素子の動作方法であって、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記画素に供給する電源の電圧をサンプリングさせる
固体撮像素子の動作方法。 - 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
撮像装置。 - 入射光の光量に応じて画素信号を生成する複数の画素が2次元のアレイ状に配設された撮像素子と、
前記画素信号を行単位で読み出して、前記行単位の画素信号を順次アナログデジタル変換する画素信号アナログデジタル変換部と、
電力を供給する電源の電圧をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部の動作を制御する動作制御部とを含み、
前記画素信号アナログデジタル変換部により前記行単位で順次読み出されてアナログデジタル変換される行単位の期間のうち、前記行単位で重複しない異なるタイミングで、前記動作制御部は、前記サンプリング部に、前記電源の電圧をサンプリングさせる
電子機器。
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