JP2020028117A - Solid-state imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CMOS(相補型金属酸化膜半導体)イメージセンサなどの固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device such as a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor.
従来のCMOSイメージセンサは、行列状に配置された画素ごとに、浮遊拡散層およびアンプを有する。CMOSイメージセンサの出力は、画素配列の中のある一行を選択し、それらを同時に列方向へと読み出すような列並列出力型が主流である。列方向に読み出された出力は、列ごとにアナログデジタル変換器にてデジタル信号に変換される。 A conventional CMOS image sensor has a floating diffusion layer and an amplifier for each pixel arranged in a matrix. As the output of the CMOS image sensor, a column-parallel output type in which one row in a pixel array is selected and simultaneously read in a column direction is mainly used. The output read in the column direction is converted into a digital signal by an analog-to-digital converter for each column.
列並列出力型のCMOSイメージセンサに搭載されるアナログデジタル変換器について、従来、さまざまな構成ものが提案されている。中でも、初期状態と信号蓄積後の2つのデータをそれぞれアナログデジタル変換し、それぞれを減算処理〔デジタルCDS(相関2重サンプリング)〕することによって、低ノイズ特性を実現した構成のアナログデジタル変換器が主流である。 2. Description of the Related Art Various types of analog-to-digital converters mounted on a column parallel output type CMOS image sensor have conventionally been proposed. Among them, an analog-to-digital converter having a configuration realizing low noise characteristics by performing analog-to-digital conversion on the two data after the initial state and after the signal accumulation and performing a subtraction process (digital CDS (correlated double sampling)) on each of them. Mainstream.
CDSは画素のリセット状態(初期化状態)と、光が画素に入力された状態のシグナル状態との差分をとり、画素毎のバラつきをキャンセルして、画素に入力された成分だけを取り出す方法である。しかしながら、太陽光のように強烈な光が固体撮像素子に入力される場合、画素間の素子分離状態が保てず、結果、リセット状態が異常となる。リセット状態が異常となるため、リセット状態とシグナル状態との差分も正しい結果とならず、本来太陽光等の強烈な光の場合、画像の白出力が、黒出力と誤って出力される(画像の黒化現象)。 CDS is a method in which a difference between a reset state (initialized state) of a pixel and a signal state of a state where light is input to the pixel is used to cancel variation for each pixel and extract only a component input to the pixel. is there. However, when intense light such as sunlight is input to the solid-state imaging device, the element isolation state between pixels cannot be maintained, and as a result, the reset state becomes abnormal. Since the reset state becomes abnormal, the difference between the reset state and the signal state does not give a correct result. In the case of intense light such as sunlight, the white output of the image is erroneously output as the black output (image Blackening phenomenon).
特許文献1には、無信号期間のリセット電圧を検出して超大光量時(強烈光入力時)かどうかを判定し、超大光量時のみ、無信号電圧の置き替え、または電圧が低下する前の電圧をクリップして、リセット電圧として用いることで、超大光量時に発生していた画像の黒化現象を防止する固体撮像素子が開示されている。 Patent Document 1 discloses that a reset voltage during a no-signal period is detected to determine whether or not an ultra-high light quantity (when intense light is input), and only when an ultra-high light quantity is used, the no-signal voltage is replaced or before the voltage drops. There is disclosed a solid-state imaging device that clips a voltage and uses the reset voltage as a reset voltage to prevent a blackening phenomenon of an image that has occurred when a light amount is extremely large.
しかしながら、前記従来技術では、比較器の後段にパルス合成器、セレクタおよび電圧発生器などが必要であり、回路規模が大きくなってしまうという問題点がある。 However, the conventional technique requires a pulse synthesizer, a selector, a voltage generator, and the like at a stage subsequent to the comparator, and has a problem that the circuit scale becomes large.
本発明の一態様は、前記の問題点に鑑みて為されたものであり、回路規模を小さくしつつ、画像の黒化現象を防止することができる固体撮像素子を実現することを目的とする。 One embodiment of the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to realize a solid-state imaging device capable of preventing a blackening phenomenon of an image while reducing a circuit scale. .
(1)本発明の一実施形態は、画素読み出し動作による電位をアナログデジタル変換するA/D変換回路を備えた固体撮像素子であって、画素読み出し電位にリセット電位およびシグナル電位の2つの異なる電位があり、前記リセット電位が特定の参照電位より高いか低いかを判別する判別回路と、前記判別回路の判別結果を保持するラッチ回路と、を備える固体撮像素子。 (1) One embodiment of the present invention is a solid-state imaging device including an A / D conversion circuit that performs analog-to-digital conversion of a potential obtained by a pixel reading operation. A solid-state imaging device comprising: a determination circuit that determines whether the reset potential is higher or lower than a specific reference potential; and a latch circuit that holds a determination result of the determination circuit.
(2)また、本発明のある実施形態は、前記(1)の構成に加え、前記ラッチ回路の出力結果に応じて、前記リセット電位が前記特定の参照電位より低くなることを防止する電位低下防止回路を備える固体撮像素子。 (2) In one embodiment of the present invention, in addition to the configuration of (1), a potential drop that prevents the reset potential from becoming lower than the specific reference potential according to an output result of the latch circuit. A solid-state image sensor having a prevention circuit.
(3)また、本発明のある実施形態は、前記(1)の構成に加え、前記ラッチ回路の出力結果に応じて、前記A/D変換回路の出力結果に関わらず、特定のデジタルコードを出力する後段処理ロジック回路を備える固体撮像素子。 (3) In one embodiment of the present invention, in addition to the configuration of (1), a specific digital code is output according to the output result of the latch circuit regardless of the output result of the A / D conversion circuit. A solid-state imaging device having a post-processing logic circuit for outputting.
(4)また、本発明のある実施形態は、前記(2)の構成に加え、前記判別回路は、前記リセット電位と前記特定の参照電位とを比較するコンパレータ回路を含み、前記電位低下防止回路は、電界効果トランジスタを含む固体撮像素子。 (4) In one embodiment of the present invention, in addition to the configuration of (2), the determination circuit includes a comparator circuit that compares the reset potential with the specific reference potential, and the potential drop prevention circuit Is a solid-state imaging device including a field-effect transistor.
本発明の一態様は、回路規模を小さくしつつ、画像の黒化現象を防止することができるという効果を奏する。 One embodiment of the present invention has an effect that blackening of an image can be prevented while a circuit size is reduced.
図1〜図7を参照して、本発明に係る一実施形態について以下に説明する。 An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
〔固体撮像素子1の構成〕
図1は、本発明の一実施形態に係るアナログデジタル変換器が搭載された固体撮像素子1の概要構成を示す回路図である。同図に示すように、固体撮像素子1は、画素部2、行選択回路3、太陽黒化判定回路3a,3b、定電流回路4、AD変換器(アナログデジタル変換器;A/D変換回路)6、列選択回路7、およびセンサアンプ72を備えている。画素部2は、マトリックス状に配置される複数の単位画素21を備えている。また、AD変換器6は、複数の比較器(ADC用)61およびカウンタ回路/ラッチ回路63を備えている。
[Configuration of solid-state imaging device 1]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a solid-state imaging device 1 on which an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention is mounted. As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 1 includes a pixel unit 2, a
行選択回路3は、何れか1行分の単位画素21を選択するための選択信号を画素部2に出力する。選択信号が入力されたそれぞれの単位画素21は、入射光をアナログ信号に変換し、対応する垂直信号線22を通じて、対応するAD変換器6にアナログ信号を転送する。なお、水平信号線は、RST配線、TX配線、およびVR配線の3本からなり、かかる3本の配線のそれぞれが、行選択回路3と接続されているが、図1では図示を省略している。
The
太陽黒化判定回路3a,3bは、画像の黒化現象が生じるか否かを判定し、画像の黒化現象が生じる場合、画像の黒化現象を防止する処理を実行する回路である。なお、太陽黒化判定回路3a,3bの詳細については後述する。
The sun
比較器61は、入力されたアナログ信号の電圧と、基準クロックに対応して電圧値が変化するランプ電圧(RAMP)とを比較し、ランプ電圧がアナログ信号の電圧を上回った時点で出力信号を反転させる。
The
カウンタ回路/ラッチ回路63は、比較器61の出力が反転する時点をトリガとして、カウンタデータに対応したデジタルデータをラッチする。また、カウンタ回路/ラッチ回路63は、比較器61の出力が再度反転したことをトリガとして、前記カウンタデータのカウントを停止する。
The counter /
それぞれのAD変換器6は、画素読み出し動作による電位をアナログデジタル変換する。具体的には、AD変換器6は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、水平信号線を通じてセンサアンプ72に出力する。なお、画素読み出し電位には、リセット電位およびシグナル電位の2つの異なる電位がある。
Each of the
図1に示す固体撮像素子1では、それぞれのAD変換器6が画素部2の1つの列(1カラム)ごとに配置されている。しかしAD変換器6の配置はこれに限られない。AD変換器6は、少なくとも1つの列ごとまたは少なくとも1つの単位画素21ごとに配置されることもできる。言い換えれば、AD変換器6は、1つの単位画素21ごと、または複数の単位画素21ごとに、配置されることができ、個々のAD変換器6に対応する複数の単位画素21は、すべての単位画素21から選択される任意の数の単位画素21の組み合わせでもよい。
In the solid-state imaging device 1 illustrated in FIG. 1, each
列選択回路7は、複数の列のうち何れかの一列に含まれる何れかの単位画素21を選択する。図1に示す例では、列選択回路7は、少なくとも1つのAD変換器6を選択する回路である。仮にAD変換器6を1つの単位画素21ごとに配置した場合、1つの単位画素21を個別に選択する画素選択回路が、列選択回路7の代わりに設けられる。
The column selection circuit 7 selects any one of the
〔実施形態1;太陽黒化判定回路3aについて〕
図2に固体撮像素子1が備える太陽黒化判定回路の一例である太陽黒化判定回路3aの回路図を示す。同図に示すように、本実施形態の太陽黒化判定回路3aは、コンパレータ回路(判別回路)31、ラッチ回路32、およびFET(電界効果トランジスタ;電位低下防止回路)33を備える。
[Embodiment 1: Regarding the sun
FIG. 2 shows a circuit diagram of a sun
コンパレータ回路31は、画素リセット信号電位(リセット電位)とRefV電位(参照電位)とを比較して、画素リセット信号電位の異常を判定する。具体的には、画素リセット信号電位がRefV電位より高ければ正常、低ければ異常と判定する。これは、画素リセット信号電位は、正常時は画素電源とリセットトランジスタの閾値電位とで決まる電位となるのに対して、異常時は画素から飽和信号が出力されたように電位が下がるためである。 The comparator circuit 31 compares the pixel reset signal potential (reset potential) with the RefV potential (reference potential) to determine whether the pixel reset signal potential is abnormal. Specifically, when the pixel reset signal potential is higher than the RefV potential, it is determined that the pixel reset signal is normal. This is because the pixel reset signal potential becomes a potential determined by the pixel power supply and the threshold potential of the reset transistor in a normal state, whereas the potential drops as a saturation signal is output from the pixel in an abnormal state. .
以上にように、コンパレータ回路31が、画素リセット信号電位がRefV電位より高いか低いかを判別することにより、画像の黒化現象が生じるか否かを判定することができる。 As described above, by determining whether the pixel reset signal potential is higher or lower than the RefV potential, the comparator circuit 31 can determine whether an image blackening phenomenon occurs.
ラッチ回路32はコンパレータ回路31の判定結果を保持し、画素リセット信号電位のサンプリング期間にFET33のゲートを判定結果に応じて制御する。以上にように、ラッチ回路32が、コンパレータ回路31の判別結果を保持することで、画像の黒化現象が生じるか否かの判別結果を記憶することができる。
The
図2の構成において、ラッチ回路32は、特定のデジタルコードを出力するのではなく、画像の黒化現象が生じるか否かの判定結果を保持して、画素リセット信号電位のサンプリング期間にFET33のゲートを制御する。これにより、画像の黒化現象を検出した場合に、低下した画素リセット信号電位を画素電源に置き換えることで画像の黒化現象を防ぐことができる。
In the configuration of FIG. 2, the
FET33は、ラッチ回路32の出力結果に応じて、画素リセット信号電位がRefV電位より低くなることを防止する。より具体的には、FET33は、ラッチ回路32に保持された判定結果をもとに入力されるゲート電圧に応じて制御される。
The
ラッチ回路32に保持された判定結果が正常な場合は、FET33の動作はオフにされる。一方、ラッチ回路32に保持された判定結果が異常な場合は、画素信号線を画素電源に吊るように駆動することで、画素リセット信号電位が下がることを防ぐ。
When the determination result held in the
より具体的には、黒化現象が生じた(画素リセット信号電位が判定電位RefVより低下した)場合、FET33のゲート電位はHIGHとなりFET33がONするため、低下していた画素信号電位を画素電源(FET33のソース電位)に吊り上げる。
More specifically, when the blackening phenomenon occurs (the pixel reset signal potential falls below the determination potential RefV), the gate potential of the
これにより、画素リセット信号電位のサンプリング期間にサンプリングされる電位は、画素電源電位(画素リセット信号電位以上の電位)となり、その次の画素シグナル信号電位のサンプリング期間にサンプリングされる電位は、画素飽和レベルの電位となるため、アナログCDSにより得られる2つの信号電位の差分電位は、画素飽和電位以上となり、画像の黒化現象の発生を防ぐことができる(画像として白出力が出力される)。 As a result, the potential sampled during the sampling period of the pixel reset signal potential becomes the pixel power supply potential (potential higher than the pixel reset signal potential), and the potential sampled during the next sampling period of the pixel signal signal potential becomes the pixel saturation. Therefore, the difference potential between the two signal potentials obtained by the analog CDS becomes equal to or higher than the pixel saturation potential, and the occurrence of blackening of an image can be prevented (a white output is output as an image).
逆に黒化現象が生じない(正常な)場合は、FET33のゲート電位はLowとなりFET33がOFFするため、画素リセット信号電位のサンプリング期間には、画素リセット電位に応じた正常な電位がサンプリングされる(通常動作の邪魔をすることはない)。
Conversely, when the blackening phenomenon does not occur (normal), the gate potential of the
以上のように、FET33によりリセット電位が特定の参照電位より低くなることを防止することで、画像の黒化現象を防止することができる。これにより回路規模を小さくしつつ、画像の黒化現象を防止することができる。なお、FET33のソース端子の接続先の候補としては、画素電源(画素用にレギュレートされた電源)、特定の参照電圧、およびアナログ電源などを例示することができる。
As described above, by preventing the reset potential from being lower than the specific reference potential by the
〔実施形態2;太陽黒化判定回路3bについて〕
図3に固体撮像素子1が備える太陽黒化判定回路の一例である太陽黒化判定回路3bの回路図を示す。同図に示すように、本実施形態の太陽黒化判定回路3bは、コンパレータ回路(判別回路)31、ラッチ回路32、および後段処理ロジック回路(電位低下防止回路)37を備える。
[Embodiment 2: Regarding the sun
FIG. 3 shows a circuit diagram of a sun blackening
本実施形態の太陽黒化判定回路3bは、後段処理ロジック回路37が、黒化現象の判定決結果に応じてAD変換結果を出力するか、AD変換結果をフルコードに置き換えて出力するかを制御する点で実施形態1の太陽黒化判定回路3aと異なっている。
The sun blackening
具体的には、画素リセット信号電位がRefV電位より低いか否かをコンパレータ回路31にて検出し、判別結果をラッチ回路32に保持し、その結果を後段処理ロジック回路37へ出力する。
Specifically, the comparator circuit 31 detects whether or not the pixel reset signal potential is lower than the RefV potential, holds the determination result in the
後段処理ロジック回路37は、正常時(ラッチ回路32の出力がHighの場合)は画素信号線の出力に応じたAD変換器6の出力結果(AD変換結果36)を出力し、異常時(ラッチ回路32出力がLowの場合)はAD変換結果36によらずフルコードを出力する、という処理を行うことで、黒化現象の発生を防ぐ。
The
なお、前記でラッチ回路32の出力結果は、図4の回路構成例をもとに、正常時にHigh出力、異常時にLow出力として説明しているが、回路構成を変えることで、正常時にLow出力、異常時にHigh出力として黒化現象の判別を行うことも可能である。これにより回路規模を小さくしつつ、画像の黒化現象を防止することができる。
The output result of the
(ラッチ回路32について)
次に、図4に基づき、ラッチ回路32の構成について説明する。同図に示すように、ラッチ回路32は、インバータ回路321、クロックドインバータ回路323、およびCMOSスイッチ322を備える。インバータ回路321は、入力された信号の正・負を反転、増幅して出力する回路である。
(About the latch circuit 32)
Next, the configuration of the
クロックドインバータ回路323は、LATIN_EN信号とXLATIN_EN信号によってON/OFFを制御されるインバータ回路である。インバータ回路321とクロックドインバータ回路323の互いの出力を互いの入力に接続した回路構成をとっており、LATIN_EN信号、XLATIN_EN信号制御により、コンパレータ回路31の反転出力をするか、コンパレータ動作を止める直前の出力結果を保持するかを切り替える。
The clocked
具体的には、LATIN_EN信号がHigh(XLATIN_EN信号がLow)の場合、コンパレータ回路31の出力は有効になり、クロックドインバータ回路323がOFFとなるので、インバータ回路321はコンパレータ回路31の出力の反転出力を行う。
Specifically, when the LATIN_EN signal is High (the XLATIN_EN signal is Low), the output of the comparator circuit 31 is enabled and the clocked
一方、LATIN_EN信号がLow(XLATIN_EN信号がHigh)の場合、コンパレータ回路31の出力は無効(オープン状態)となり、クロックドインバータ回路323がONとなるので、インバータ回路321は、LATIN_EN信号がLowに切り替わる直前の出力を保持する。
On the other hand, when the LATIN_EN signal is Low (the XLATIN_EN signal is High), the output of the comparator circuit 31 becomes invalid (open state), and the clocked
CMOSスイッチ322は、コンパレータ回路31による太陽黒化判定結果の出力を有効にするか否かをBSUN_EN信号にて制御する。BSUN_EN信号がHighの期間のみ太陽黒化判定結果に応じた出力(正常時:High、もしくは異常時:Low)がラッチ回路より出力される。また、BSUN_EN信号がLowの期間ではHigh出力に固定される。
The
図5は、4種類の配線(RST配線、VR配線、TX配線、LATIN_EN配線およびBSUN_EN配線)の各電圧、垂直信号線22の電圧VSIGの電圧波形の変化を示す波形図(タイミングチャート)である。 FIG. 5 is a waveform chart (timing chart) showing changes in the voltage waveforms of the four types of wirings (RST wiring, VR wiring, TX wiring, LATIN_EN wiring, and BSUN_EN wiring) and the voltage VSIG of the vertical signal line 22. .
同図に示すように太陽黒化判定期間において、リセット電位が特定の参照電位より低くなっていると判定された場合(太陽黒化発生時)、画素信号線を画素電源に吊るように駆動する。 As shown in the figure, when it is determined that the reset potential is lower than a specific reference potential during the solar blackening determination period (when solar blackening occurs), the pixel signal line is driven to be suspended from the pixel power supply. .
次に、画素のとり得る構成の一例として、図6を参照して4トランジスタ構成(セレクト有型)について説明する。画素12aは、4つのトランジスタで構成されるCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)イメージセンサの単位画素である。画素12aは、上述した単位画素21に相当する。
Next, a four-transistor configuration (selectable type) will be described with reference to FIG. The
この画素12aは、光電変換素子として例えばフォトダイオード200を有している。
The
画素12aは、1個のフォトダイオード200に対して、転送素子としての転送トランジスタ201、リセット素子としてのリセットトランジスタ202、増幅トランジスタ203、および選択トランジスタ204の4トランジスタを能動素子として有する。
The
フォトダイオード200は、入射光をその光量に応じた量の電荷(ここでは電子)に光電変換する。
The
転送トランジスタ201は、フォトダイオード200と出力ノードとしてのフローティングディフュージョンFDとの間に接続されている。
The
転送トランジスタ201は、転送制御線LTxを通じてそのゲート(転送ゲート)に駆動信号TXが与えられることで、光電変換素子であるフォトダイオード200で光電変換された電子をフローティングディフュージョンFDに転送する。
The
リセットトランジスタ202は、電源ラインPVDDとフローティングディフュージョンFDとの間に接続されている。
The
リセットトランジスタ202は、リセット制御線LRSTを通してそのゲートにリセットRSTが与えられることで、フローティングディフュージョンFDの電位を電源ラインPVDDの電位にリセットする。
The
フローティングディフュージョンFDには、増幅トランジスタ203のゲートが接続されている。増幅トランジスタ203は、選択トランジスタ204を介して画素信号線205に接続され、画素部外の定電流源とソースフォロアを構成している。
The gate of the
そして、選択制御線LSELを通して制御信号(アドレス信号またはセレクト信号)SELが選択トランジスタ204のゲートに与えられ、選択トランジスタ204がオンする。
Then, a control signal (address signal or select signal) SEL is supplied to the gate of the
選択トランジスタ204がオンすると、増幅トランジスタ203はフローティングディフュージョンFDの電位を増幅してその電位に応じた電圧を画素信号線205に出力する。画素信号線205を通じて、各画素から出力された電圧は、画素信号読み出し部としてのカラムADCに出力される。
When the
これらの動作は、例えば転送トランジスタ201、リセットトランジスタ202、および選択トランジスタ204の各ゲートが行単位で接続されていることから、1行分の各画素について同時並列的に行われる。なお、図7に画素構成の別の例としてセレクトレス型の画素構造を示す。図7に示す画素構成は、選択トランジスタ204が設けられていない点で図6に示す画素構成と異なっている。なお、図6および図7示す画素構成はあくまでも一例であり、画像構成はこれらの例に限定されない。
These operations are performed simultaneously and in parallel for each row of pixels because, for example, the gates of the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る固体撮像素子は、画素読み出し動作による電位をアナログデジタル変換するA/D変換回路を備えた固体撮像素子であって、画素読み出し電位にリセット電位およびシグナル電位の2つの異なる電位があり、前記リセット電位が特定の参照電位より高いか低いかを判別する判別回路と、前記判別回路の判別結果を保持するラッチ回路と、を備える構成である。
[Summary]
A solid-state imaging device according to an aspect 1 of the present invention is a solid-state imaging device including an A / D conversion circuit that performs analog-to-digital conversion of a potential by a pixel read operation, and has two different readout potentials, a reset potential and a signal potential. A determination circuit that determines whether the reset potential is higher or lower than a specific reference potential, and a latch circuit that holds a determination result of the determination circuit.
前記構成によれば、判別回路が、リセット電位が特定の参照電位より高いか低いかを判別することにより、画像の黒化現象が生じるか否かを判定することができる。ラッチ回路が、判別回路の判別結果を保持することで、画像の黒化現象が生じるか否かの判別結果を記憶することができる。これにより、回路規模を小さくしつつ、画像の黒化現象を防止することが可能になる。 According to the configuration, the determination circuit determines whether the reset potential is higher or lower than the specific reference potential, thereby determining whether or not an image blackening phenomenon occurs. Since the latch circuit holds the determination result of the determination circuit, the determination result as to whether or not the image blackening phenomenon occurs can be stored. This makes it possible to prevent the blackening phenomenon of the image while reducing the circuit scale.
本発明の態様2に係る固体撮像素子は、前記態様1において、前記ラッチ回路の出力結果に応じて、前記リセット電位が前記特定の参照電位より低くなることを防止する電位低下防止回路を備えることが好ましい。 The solid-state imaging device according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, further includes a potential drop prevention circuit that prevents the reset potential from being lower than the specific reference potential according to an output result of the latch circuit. Is preferred.
前記構成によれば、電位低下防止回路によりリセット電位が前記特定の参照電位より低くなることを防止することで、画像の黒化現象を防止することができる。 According to the above configuration, the blackening phenomenon of the image can be prevented by preventing the reset potential from being lower than the specific reference potential by the potential drop prevention circuit.
本発明の態様3に係る固体撮像素子は、前記態様1において、前記ラッチ回路の出力結果に応じて、前記A/D変換回路の出力結果に関わらず、特定のデジタルコードを出力する後段処理ロジック回路を搭載しても良い。前記構成によれば、太陽黒化による画像の黒化現象を防ぐことが可能になる。 The solid-state imaging device according to a third aspect of the present invention, in the first aspect, wherein the post-processing logic outputs a specific digital code according to the output result of the latch circuit regardless of the output result of the A / D conversion circuit. A circuit may be mounted. According to the above configuration, it is possible to prevent an image from being blackened due to sun blackening.
本発明の態様4に係る固体撮像素子は、前記態様2において、前記判別回路は、前記リセット電位と前記特定の参照電位とを比較するコンパレータ回路を含み、前記電位低下防止回路は、電界効果トランジスタを含んでいても良い。 In the solid-state imaging device according to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the determination circuit includes a comparator circuit that compares the reset potential with the specific reference potential, and the potential drop prevention circuit includes a field-effect transistor May be included.
前記構成によれば、電界効果トランジスタによりリセット電位が前記特定の参照電位より低くなることを防止することで、画像の黒化現象を防止することができる。 According to the configuration, it is possible to prevent the blackening phenomenon of the image by preventing the reset potential from being lower than the specific reference potential by the field effect transistor.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
[Appendix]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1 固体撮像素子
2 画素部
3 行選択回路
3a,3b 太陽黒化判定回路
4 定電流回路
6 AD変換器(A/D変換回路)
7 列選択回路
21 単位画素
22 垂直信号線
31 コンパレータ回路
32 ラッチ回路
33 FET(電位低下防止回路)
37 後段処理ロジック回路(電位低下防止回路)
61 比較器
63 カウンタ回路/ラッチ回路
72 センサアンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state image sensor 2
7
37 Post-processing logic circuit (potential drop prevention circuit)
61
Claims (4)
画素読み出し電位にリセット電位およびシグナル電位の2つの異なる電位があり、
前記リセット電位が特定の参照電位より高いか低いかを判別する判別回路と、
前記判別回路の判別結果を保持するラッチ回路と、を備えることを特徴とする固体撮像素子。 A solid-state imaging device including an A / D conversion circuit that performs analog-to-digital conversion of a potential by a pixel read operation,
The pixel readout potential has two different potentials, a reset potential and a signal potential,
A determination circuit that determines whether the reset potential is higher or lower than a specific reference potential,
And a latch circuit for holding a determination result of the determination circuit.
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---|---|---|---|---|
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JP2009077345A (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Olympus Corp | Solid imaging apparatus |
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JP2008283557A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, and imaging apparatus |
JP2009077345A (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Olympus Corp | Solid imaging apparatus |
JP2013138328A (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Nikon Corp | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11477405B2 (en) | 2020-04-01 | 2022-10-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor |
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