JP2021093697A - Solid state image sensor and electronic apparatus - Google Patents

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Takehiro Otani
武裕 大谷
慎一 渡邊
Shinichi Watanabe
慎一 渡邊
智行 弘
Satoyuki Ko
智行 弘
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Abstract

To provide a solid state image sensor capable of accurately removing a power supply noise caused by fluctuation of power supply, and an electronic apparatus.SOLUTION: The solid state image sensor comprises a power supply unit, pixels, a DAC circuit, a comparator, and a noise cancel device. Each pixel outputs a pixel signal including a power supply noise signal generated by SH processing of sampling and holding the voltage of the power supply unit. The DAC circuit outputs a ramp signal. The comparator receives the pixel signal and the ramp signal. The noise cancel device is provided between the power supply unit and the DAC circuit and with the timing of the SH processing by the pixel, superimposes a noise cancel signal generated by SH processing the voltage of the power supply unit, onto the ramp signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、固体撮像素子、及び電子機器に関する。 The present disclosure relates to a solid-state image sensor and an electronic device.

従来、ラインスキャンを行うCIS(CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)Image Sensor)回路において、垂直信号線に伝搬した電源揺れは、行毎に大きさが異なるため、横筋として画像に現れる。従来のPSRR(Power Supply Rejection Ratio)対策としてのDC回路(DAC(digital to analog converter)Compensation)は、AD期間中に、電源が常時揺れている成分(AC成分)としての電源揺れを補正するための回路である(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a CIS (CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Image Sensor) circuit that performs line scanning, power supply fluctuations propagated to vertical signal lines appear as horizontal stripes in an image because the magnitude differs for each line. The conventional DC circuit (DAC (digital to analog converter) Compensation) as a countermeasure against PSRR (Power Supply Rejection Ratio) is used to correct the power fluctuation as a component (AC component) in which the power is constantly shaking during the AD period. (See, for example, Patent Document 1).

特開2017−200151号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-200151

しかしながら、従来技術では、例えば、画素のリセットトランジスタ等でサンプリングおよびホールド(以下、SH処理と称する)されたDC成分を補正できない。例えば、CDS(correlated double sampling)駆動であれば、リセットトランジスタのSH処理によるDC成分は、P相D相に同様に重畳されることでキャンセルできるため、画像に横筋となって現れない。しかしながら、信号レベル(D相)先読みのDDS(Double Data Sampling)駆動では、このDC成分をキャンセルすることができないおそれがあった。 However, in the prior art, for example, the DC component sampled and held (hereinafter referred to as SH processing) by a pixel reset transistor or the like cannot be corrected. For example, in the case of CDS (correlated double sampling) drive, the DC component obtained by SH processing of the reset transistor can be canceled by being similarly superimposed on the P phase and D phase, so that it does not appear as horizontal stripes in the image. However, in the DDS (Double Data Sampling) drive of signal level (D phase) look-ahead, there is a possibility that this DC component cannot be canceled.

そこで、本開示では、電源揺れに起因するノイズを高精度に除去することができる固体撮像素子、及び電子機器を提案する。 Therefore, the present disclosure proposes a solid-state image sensor and an electronic device capable of removing noise caused by power supply fluctuation with high accuracy.

上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の固体撮像素子は、電源部と、画素と、DAC回路と、コンパレータと、ノイズキャンセル装置とを備える。前記画素は、前記電源部の電圧をサンプリングおよびホールドするSH処理により生成した電源ノイズ信号を含む画素信号を出力する。前記DAC回路は、ランプ信号を出力する。前記コンパレータは、前記画素信号および前記ランプ信号が入力される。前記ノイズキャンセル装置は、前記電源部および前記DAC回路の間に設けられ、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記電源部の電圧をSH処理して生成したノイズキャンセル信号を前記ランプ信号に重畳する。 In order to solve the above problems, the solid-state image sensor according to the present disclosure includes a power supply unit, pixels, a DAC circuit, a comparator, and a noise canceling device. The pixel outputs a pixel signal including a power supply noise signal generated by SH processing that samples and holds the voltage of the power supply unit. The DAC circuit outputs a lamp signal. The pixel signal and the lamp signal are input to the comparator. The noise canceling device is provided between the power supply unit and the DAC circuit, and a noise canceling signal generated by SH processing the voltage of the power supply unit in accordance with the timing of the SH processing of the pixel is used as the lamp signal. Superimpose on.

実施形態に係る固体撮像素子の概略構成例を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure example of the solid-state image sensor which concerns on embodiment. ノイズキャンセル装置の回路コンセプトを示す図である。It is a figure which shows the circuit concept of a noise canceling apparatus. ノイズキャンセル装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the noise canceling apparatus. ノイズキャンセル装置の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of a noise canceling apparatus. ノイズキャンセル装置の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of a noise canceling apparatus. ノイズキャンセル装置の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of a noise canceling apparatus. ノイズキャンセル装置の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of a noise canceling apparatus. ノイズキャンセル装置の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of a noise canceling apparatus. ノイズキャンセル装置の他の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the other circuit configuration of the noise canceling apparatus. ノイズキャンセル装置の他の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the other circuit configuration of the noise canceling apparatus. 実施形態に係る固体撮像素子を搭載した電子機器の概略構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic configuration example of the electronic device which mounted the solid-state image sensor which concerns on embodiment. 本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure example of the vehicle control system which is an example of the mobile body control system to which the technique which concerns on this disclosure can apply. 撮像部の設置位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the installation position of the imaging unit. 本開示に係る技術(本技術)が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the endoscopic surgery system to which the technique (the present technique) which concerns on this disclosure can be applied. 図14に示すカメラヘッド及びCCUの機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of the camera head and CCU shown in FIG.

以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the same parts are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.

また、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複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。 Further, in the present specification and the drawings, a plurality of components having substantially the same functional configuration may be distinguished by adding different numbers after the same reference numerals. However, if it is not necessary to distinguish each of the plurality of components having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are given.

(実施形態に係る固体撮像素子の概要)
図1は、実施形態に係る固体撮像素子の概略構成例を示す図である。
(Outline of solid-state image sensor according to the embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a solid-state image sensor according to an embodiment.

図1に示すように、実施形態に係る固体撮像素子Sは、ノイズキャンセル装置1と、電源部10と、画素11と、DAC回路100と、キャパシタC3、C4と、コンパレータCM1と、定電流源V2とを備える。なお、図1に示す画素11は、2次元に配列された複数の画素のうちの1つの画素を示している。 As shown in FIG. 1, the solid-state image sensor S according to the embodiment includes a noise canceling device 1, a power supply unit 10, pixels 11, a DAC circuit 100, capacitors C3 and C4, a comparator CM1, and a constant current source. It is equipped with V2. The pixel 11 shown in FIG. 1 indicates one of a plurality of pixels arranged in two dimensions.

ノイズキャンセル装置1は、電源部10の電圧をサンプリングおよびホールド(以下、S/Hと称する)して得たDC成分を電流変換してゲイン調整後、DAC回路100が出力するランプ信号に重畳してコンパレータCM1に入力することで、電源揺れに起因するノイズ(以下、電源ノイズと称する)を除去(キャンセル)する。なお、ノイズキャンセル装置1の具体的な回路構成や動作例については、後述する。 The noise canceling device 1 samples and holds the voltage of the power supply unit 10 (hereinafter referred to as S / H), converts the DC component into a current, adjusts the gain, and then superimposes the DC component on the lamp signal output by the DAC circuit 100. By inputting to the comparator CM1, noise caused by power fluctuation (hereinafter referred to as power supply noise) is removed (cancelled). The specific circuit configuration and operation example of the noise canceling device 1 will be described later.

電源部10は、電源線10aを介して画素11へ電力を供給する電源である。 The power supply unit 10 is a power supply that supplies electric power to the pixels 11 via the power supply line 10a.

画素11は、MOSFETである(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)トランジスタt1〜t5と、キャパシタC1,C2とを備える。なお、トランジスタt1〜t5のうち、トランジスタt1〜t3は、Pチャンネルであり、トランジスタt4,t5は、Nチャンネルである。トランジスタt1〜t3はNチャンネルであってもよい。 Pixel 11 includes transistors t1 to t5 which are MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor), and capacitors C1 and C2. Of the transistors t1 to t5, the transistors t1 to t3 are P channels, and the transistors t4 and t5 are N channels. Transistors t1 to t3 may have N channels.

トランジスタt1は、ソースが電源部10の電源線10aに接続され、ドレインがトランジスタt2のソース、キャパシタC1および定電流源V1の接続箇所に接続される。トランジスタt2は、ドレインがトランジスタt3のドレイン、トランジスタt4のゲートおよびキャパシタC2の接続箇所に接続される。トランジスタt3は、ソースが電源線10aに接続される。トランジスタt4は、ドレインが電源線に接続され、ソースがトランジスタt5のドレインに接続される。トランジスタt5は、ソースがキャパシタC3および定電流源V2に接続される。 The source of the transistor t1 is connected to the power supply line 10a of the power supply unit 10, and the drain is connected to the connection point of the source of the transistor t2, the capacitor C1 and the constant current source V1. The drain of the transistor t2 is connected to the drain of the transistor t3, the gate of the transistor t4, and the connection point of the capacitor C2. The source of the transistor t3 is connected to the power supply line 10a. In the transistor t4, the drain is connected to the power supply line and the source is connected to the drain of the transistor t5. The source of the transistor t5 is connected to the capacitor C3 and the constant current source V2.

DAC回路100は、ランプ(ramp)信号をコンパレータCM1のマイナスの入力端子に入力する。このランプ信号は、画素11から出力された画素信号をA/D(Analog to Digital)変換するための参照信号として機能する。DAC回路100は、例えばBand Gap Reference等の定電圧源V3と、トランジスタt100〜t106と、抵抗R100, R101と、増幅器AMP1とを備える。トランジスタt100〜t105のうち、トランジスタt100,t101,t104,t105は、Pチャンネルであり、トランジスタt102,t103,t106は、Nチャンネルである。 The DAC circuit 100 inputs a ramp signal to the negative input terminal of the comparator CM1. This lamp signal functions as a reference signal for A / D (Analog to Digital) conversion of the pixel signal output from the pixel 11. The DAC circuit 100 includes, for example, a constant voltage source V3 such as a Band Gap Reference, transistors t100 to t106, resistors R100 and R101, and an amplifier AMP1. Of the transistors t100 to t105, the transistors t100, t101, t104, and t105 are P channels, and the transistors t102, t103, and t106 are N channels.

トランジスタt100は、ソースが所定の電源線に接続され、ドレインがトランジスタt106のドレインに接続される。増幅器AMP1は、プラス側の入力端子に定電圧源V3が接続され、マイナス側に抵抗R100の一端とトランジスタt106のソースが接続される。また、トランジスタt101は、ソースが所定の電源線に接続され、ドレインがトランジスタt102のドレインに接続されるとともに、自己のゲートおよびトランジスタt103のゲートとの間に接続される。トランジスタt102は、ソースがグランド線に接続される。トランジスタt103は、ソースがグランド線に接続され、ドレインがトランジスタt104のドレインに接続されるとともに、トランジスタt104のゲートおよびトランジスタt105のゲートの間に接続される。トランジスタt104は、ソースが所定の電源線に接続される。トランジスタt105は、ソースが所定の電源線に接続され、ドレインがコンパレータCM1および抵抗R101の間に接続される。 In the transistor t100, the source is connected to a predetermined power supply line, and the drain is connected to the drain of the transistor t106. In the amplifier AMP1, the constant voltage source V3 is connected to the input terminal on the positive side, and one end of the resistor R100 and the source of the transistor t106 are connected to the negative side. Further, in the transistor t101, the source is connected to a predetermined power supply line, the drain is connected to the drain of the transistor t102, and the transistor t101 is connected between its own gate and the gate of the transistor t103. The source of the transistor t102 is connected to the ground wire. The transistor t103 has a source connected to a ground wire, a drain connected to the drain of the transistor t104, and a connection between the gate of the transistor t104 and the gate of the transistor t105. The source of the transistor t104 is connected to a predetermined power supply line. In the transistor t105, the source is connected to a predetermined power supply line, and the drain is connected between the comparator CM1 and the resistor R101.

コンパレータCM1は、画素11から画素信号が入力されるプラスの入力端子(以下、プラス端子と称する)と、DAC回路100のランプ信号にノイズキャンセル装置1のノイズキャンセル信号が重畳した信号が入力されるマイナスの入力端子(以下、マイナス端子と称する)と有する。 The comparator CM1 inputs a positive input terminal (hereinafter referred to as a positive terminal) into which a pixel signal is input from the pixel 11 and a signal in which the noise canceling signal of the noise canceling device 1 is superimposed on the lamp signal of the DAC circuit 100. It has a negative input terminal (hereinafter referred to as a negative terminal).

すなわち、コンパレータCM1のプラス端子には、電源ノイズが含まれた画素信号が入力され、マイナス端子には、ノイズキャンセル装置1で生成した電源ノイズと同じ信号が重畳したランプ信号が入力される。これにより、コンパレータCMにおいて、画素信号に含まれる電源ノイズが同相キャンセルされる。 That is, a pixel signal including power supply noise is input to the positive terminal of the comparator CM1, and a lamp signal on which the same signal as the power supply noise generated by the noise canceling device 1 is superimposed is input to the negative terminal. As a result, in the comparator CM, the power supply noise included in the pixel signal is canceled in phase.

次に、図2を用いて、ノイズキャンセル装置1の回路コンセプトについて説明する。図2は、ノイズキャンセル装置1の回路コンセプトを示す図である。図2に示す回路コンセプトにおいて、ノイズキャンセル装置1は、トランジスタt10,t11と、キャパシタC10,C11と、スイッチS1,S2と、電流源V4〜V6と、論理回路50とを備える。 Next, the circuit concept of the noise canceling device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a circuit concept of the noise canceling device 1. In the circuit concept shown in FIG. 2, the noise canceling device 1 includes transistors t10 and t11, capacitors C10 and C11, switches S1 and S2, current sources V4 to V6, and a logic circuit 50.

トランジスタt10(第1のトランジスタ)は、ソースが電源線10aに接続され、ドレインがキャパシタC10(第1のキャパシタ)の一端および電流源V4に接続される。つまり、トランジスタt10およびキャパシタC10は直列接続される。キャパシタC10の他端は、グランドに接続される。トランジスタt11(第2のトランジスタ)は、ソースが電源線10aに接続され、ドレインがキャパシタC11(第2のキャパシタ)の一端および電流源V6に接続される。つまり、トランジスタt11およびキャパシタC11は直列接続される。キャパシタC11の他端は、グランドに接続される。 The source of the transistor t10 (first transistor) is connected to the power supply line 10a, and the drain is connected to one end of the capacitor C10 (first capacitor) and the current source V4. That is, the transistor t10 and the capacitor C10 are connected in series. The other end of the capacitor C10 is connected to the ground. The source of the transistor t11 (second transistor) is connected to the power supply line 10a, and the drain is connected to one end of the capacitor C11 (second capacitor) and the current source V6. That is, the transistor t11 and the capacitor C11 are connected in series. The other end of the capacitor C11 is connected to the ground.

電流源V4は、スイッチS1を介して論理回路50のプラス端子に接続され、後述するSH電流(第1の電流)を論理回路50へ入力する。電流源V5は、論理回路50のプラス端子に接続され、後述するオフセット電流(第3の電流)を論理回路50へ入力する。電流源V6は、論理回路50のマイナス端子に接続され、後述する基準電流(第2の電流)を論理回路50へ入力する。 The current source V4 is connected to the positive terminal of the logic circuit 50 via the switch S1 and inputs the SH current (first current) described later to the logic circuit 50. The current source V5 is connected to the positive terminal of the logic circuit 50, and an offset current (third current) described later is input to the logic circuit 50. The current source V6 is connected to the negative terminal of the logic circuit 50, and a reference current (second current) described later is input to the logic circuit 50.

図2に示すように、論理回路50のプラス端子には、電流源V4からSH電流、電流源V5からオフセット電流がそれぞれ供給され、マイナス端子には、電流源V6から基準電流が供給される。 As shown in FIG. 2, an SH current is supplied from the current source V4 and an offset current is supplied from the current source V5 to the positive terminal of the logic circuit 50, and a reference current is supplied from the current source V6 to the negative terminal.

そして、論理回路50は、論理演算の結果に応じた電流の信号をゲイン調整し、ノイズキャンセル信号として出力する。 Then, the logic circuit 50 adjusts the gain of the current signal according to the result of the logical operation and outputs it as a noise canceling signal.

次に、図3〜図8を用いて、ノイズキャンセル装置1の回路構成例および動作例について具体的に説明する。 Next, a circuit configuration example and an operation example of the noise canceling apparatus 1 will be specifically described with reference to FIGS. 3 to 8.

まず、図3を用いて、ノイズキャンセル装置1の回路構成について説明する。図3は、ノイズキャンセル装置1の回路構成を示す図である。図3に示すように、ノイズキャンセル装置1は、トランジスタt10〜t56と、キャパシタC10〜C12と、抵抗R1〜R2と、増幅器AMP2,AMP3とを備える。 First, the circuit configuration of the noise canceling device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the noise canceling device 1. As shown in FIG. 3, the noise canceling device 1 includes transistors t10 to t56, capacitors C10 to C12, resistors R1 to R2, and amplifiers AMP2 and AMP3.

そして、これらの素子により、SH電流生成部2と、カスコード電圧生成部3a,3bと、基準電流生成部4と、オフセット電流生成部5と、ゲイン調整部6とが構成される。 Then, these elements constitute an SH current generation unit 2, a cascode voltage generation unit 3a and 3b, a reference current generation unit 4, an offset current generation unit 5, and a gain adjustment unit 6.

SH電流生成部2は、トランジスタt10,t12〜t15と、キャパシタC10と、抵抗R1と、増幅器AMP2とを備え、SH電流を生成する。なお、SH電流の生成方法については、図5〜図8で後述する。 The SH current generation unit 2 includes transistors t10, t12 to t15, a capacitor C10, a resistor R1, and an amplifier AMP2, and generates an SH current. The method of generating the SH current will be described later with reference to FIGS. 5 to 8.

トランジスタt12は、ソースが電源線10aに接続され、ドレインがトランジスタt10のソースに接続される。トランジスタt10は、ドレインがキャパシタC10の一端および増幅器AMP2のプラス端子(入力端子)に接続される。キャパシタC10の他端は、グランド線GNDに接続される。増幅器AMP2のマイナス端子(入力端子)は、抵抗Rおよびトランジスタt13のソースの間に接続され、出力端子がトランジスタt13のゲートに接続される。 The source of the transistor t12 is connected to the power supply line 10a, and the drain is connected to the source of the transistor t10. The drain of the transistor t10 is connected to one end of the capacitor C10 and the positive terminal (input terminal) of the amplifier AMP2. The other end of the capacitor C10 is connected to the ground wire GND. The negative terminal (input terminal) of the amplifier AMP2 is connected between the resistor R and the source of the transistor t13, and the output terminal is connected to the gate of the transistor t13.

トランジスタt13のドレインは、トランジスタt14のドレインに接続される。また、トランジスタt13のドレインは、トランジスタt15およびトランジスタt19のゲート間に接続される。トランジスタt14は、ソースがトランジスタt15のドレインに接続され、ゲートがトランジスタt20のゲートに接続される。 The drain of the transistor t13 is connected to the drain of the transistor t14. Further, the drain of the transistor t13 is connected between the gates of the transistor t15 and the transistor t19. In the transistor t14, the source is connected to the drain of the transistor t15, and the gate is connected to the gate of the transistor t20.

カスコード電圧生成部3aは、トランジスタt16〜t18を備え、カスコード電圧を生成する。トランジスタt16は、ソースが所定の電源線に接続され、ドレインがトランジスタt17のドレインと、トランジスタt14,t20のゲートに接続される。また、トランジスタt16は、ゲートとドレインとが接続される。トランジスタt17は、ソースがグランド線GNDに接続され、ゲートがトランジスタt18のゲートに接続される。トランジスタt18は、ソースがグランド線GNDに接続される。また、トランジスタt18のソースおよびゲートは互いに接続されるとともに、バイアス電流が供給される。 The cascode voltage generation unit 3a includes transistors t16 to t18 and generates a cascode voltage. In the transistor t16, the source is connected to a predetermined power supply line, and the drain is connected to the drain of the transistor t17 and the gate of the transistors t14 and t20. Further, in the transistor t16, the gate and the drain are connected. The source of the transistor t17 is connected to the ground wire GND, and the gate is connected to the gate of the transistor t18. The source of the transistor t18 is connected to the ground wire GND. Further, the source and the gate of the transistor t18 are connected to each other, and a bias current is supplied.

カスコード電圧生成部3bは、トランジスタt49〜t51を備え、カスコード電圧を生成する。トランジスタt49は、ソースが所定の電源線に接続され、ドレインがトランジスタt50のドレインと、トランジスタt41, t53のゲートに接続される。また、トランジスタt49は、ゲートとドレインとが接続される。トランジスタt50は、ソースがグランド線GNDに接続され、ゲートがトランジスタt51のゲートに接続される。トランジスタt51は、ソースがグランド線GNDに接続される。また、トランジスタt51のソースおよびゲートは互いに接続されるとともに、バイアス電流が供給される。 The cascode voltage generation unit 3b includes transistors t49 to t51 and generates a cascode voltage. In the transistor t49, the source is connected to a predetermined power supply line, and the drain is connected to the drain of the transistor t50 and the gate of the transistors t41 and t53. Further, in the transistor t49, the gate and the drain are connected. The source of the transistor t50 is connected to the ground wire GND, and the gate is connected to the gate of the transistor t51. The source of the transistor t51 is connected to the ground wire GND. Further, the source and the gate of the transistor t51 are connected to each other, and a bias current is supplied.

基準電流生成部4は、トランジスタt11,t52〜t56と、キャパシタC11,C12と、抵抗R2,R3と、増幅器AMP3とを備え、基準電流を生成する。なお、基準電流の生成方法については、図5〜図8で後述する。 The reference current generation unit 4 includes transistors t11, t52 to t56, capacitors C11 and C12, resistors R2 and R3, and an amplifier AMP3 to generate a reference current. The method of generating the reference current will be described later with reference to FIGS. 5 to 8.

抵抗R3は、一端が電源線10aに接続され、他端がトランジスタt56のソースおよびキャパシタC12の一端に接続される。キャパシタC12の他端はグランド線GNDに接続される。トランジスタt56は、ゲートがトランジスタt55のゲートに接続され、ドレインがトランジスタt55およびトランジスタt11の間に接続される。なお、抵抗R3、キャパシタC12およびトランジスタt55は省略されてもよい。 One end of the resistor R3 is connected to the power supply line 10a, and the other end is connected to the source of the transistor t56 and one end of the capacitor C12. The other end of the capacitor C12 is connected to the ground wire GND. In the transistor t56, the gate is connected to the gate of the transistor t55, and the drain is connected between the transistor t55 and the transistor t11. The resistor R3, the capacitor C12, and the transistor t55 may be omitted.

トランジスタt55は、ソースが電源線10aに接続され、ドレインがトランジスタt11のソースに接続される。トランジスタt11は、ドレインがキャパシタC11の一端および増幅器AMP3のプラス端子(入力端子)に接続される。キャパシタC11は、他端がグランド線GNDに接続される。増幅器AMP3のマイナス端子(入力端子)は、抵抗Rおよびトランジスタt54のソースの間に接続され、出力端子がトランジスタt54のゲートに接続される。 The source of the transistor t55 is connected to the power supply line 10a, and the drain is connected to the source of the transistor t11. The drain of the transistor t11 is connected to one end of the capacitor C11 and the positive terminal (input terminal) of the amplifier AMP3. The other end of the capacitor C11 is connected to the ground wire GND. The negative terminal (input terminal) of the amplifier AMP3 is connected between the resistor R and the source of the transistor t54, and the output terminal is connected to the gate of the transistor t54.

トランジスタt54は、ソースが抵抗R2の一端に接続され、ドレインがトランジスタt53のドレインに接続される。また、トランジスタt54のドレインは、トランジスタt52およびトランジスタt40のゲート間に接続される。抵抗R2の他端は、グランド線GNDに接続される。トランジスタt53は、ソースがトランジスタt52のドレインに接続され、ゲートがトランジスタt41およびトランジスタt43それぞれのゲートに接続される。トランジスタt52は、ソースが所定の電源線に接続され、ゲートがトランジスタt40およびトランジスタt42それぞれのゲートに接続される。 In the transistor t54, the source is connected to one end of the resistor R2, and the drain is connected to the drain of the transistor t53. Further, the drain of the transistor t54 is connected between the gates of the transistor t52 and the transistor t40. The other end of the resistor R2 is connected to the ground wire GND. In the transistor t53, the source is connected to the drain of the transistor t52, and the gate is connected to the gate of each of the transistor t41 and the transistor t43. In the transistor t52, the source is connected to a predetermined power supply line, and the gate is connected to the gate of each of the transistor t40 and the transistor t42.

オフセット電流生成部5は、トランジスタt36〜t39を備え、オフセット電流を生成する。なお、オフセット電流の生成方法については、図5〜図8で後述する。トランジスタt36は、ドレインがトランジスタt45、トランジスタt27およびトランジスタt30に接続され、ソースがトランジスタt37のドレインに接続され、ゲートがトランジスタt38のゲートに接続される。トランジスタt37は、ソースがグランド線GNDに接続され、ゲートがトランジスタt39のゲートに接続される。トランジスタt38は、ドレインがトランジスタt41に接続されるとともに、自己のゲートおよびトランジスタt36のゲートの間に接続される。トランジスタt39は、ドレインがトランジスタt38に接続されるとともに、自己のゲートおよびトランジスタt37のゲートの間に接続される。また、トランジスタt39は、ソースがグランド線GNDに接続される。 The offset current generation unit 5 includes transistors t36 to t39 and generates an offset current. The method of generating the offset current will be described later with reference to FIGS. 5 to 8. In the transistor t36, the drain is connected to the transistor t45, the transistor t27 and the transistor t30, the source is connected to the drain of the transistor t37, and the gate is connected to the gate of the transistor t38. The source of the transistor t37 is connected to the ground wire GND, and the gate is connected to the gate of the transistor t39. The transistor t38 has a drain connected to the transistor t41 and is connected between its own gate and the gate of the transistor t36. The transistor t39 has a drain connected to the transistor t38 and is connected between its own gate and the gate of the transistor t37. Further, the source of the transistor t39 is connected to the ground wire GND.

ゲイン調整部6は、トランジスタt29〜t32,t34,t35を備え、SH電流生成部2、基準電流生成部4およびオフセット電流生成部5それぞれで生成された電流を合成した電流のゲイン調整を行い、ノイズキャンセル信号としてDAC回路100へ出力する。 The gain adjusting unit 6 includes transistors t29 to t32, t34, and t35, and adjusts the gain of the combined current generated by the SH current generating unit 2, the reference current generating unit 4, and the offset current generating unit 5. It is output to the DAC circuit 100 as a noise canceling signal.

トランジスタt29は、ソースが所定の電源線に接続され、ドレインが自己のゲートおよびトランジスタt30のソースに接続される。トランジスタt30は、ドレインが自己のゲートおよびトランジスタt27、トランジスタt36およびトランジスタt45に接続される。トランジスタt31は、ゲートがトランジスタt29のゲートに接続され、ソースが所定の電源線に接続され、ドレインがトランジスタt32のソースに接続される。トランジスタt32は、ゲートがトランジスタt30のゲートと接続され、ドレインがDAC回路100(とコンパレータCM1との間)に接続される。トランジスタt34は、ソースが所定の電源線に接続され、ゲートがトランジスタt29のゲートに接続され、ドレインがトランジスタt35のソースに接続される。トランジスタt35は、ゲートがトランジスタt30に接続され、ドレインが所定のモニター回路に接続される。 The source of the transistor t29 is connected to a predetermined power supply line, and the drain is connected to its own gate and the source of the transistor t30. The drain of the transistor t30 is connected to its own gate and the transistor t27, the transistor t36 and the transistor t45. In the transistor t31, the gate is connected to the gate of the transistor t29, the source is connected to a predetermined power supply line, and the drain is connected to the source of the transistor t32. In the transistor t32, the gate is connected to the gate of the transistor t30, and the drain is connected to the DAC circuit 100 (between the comparator CM1 and the comparator CM1). In the transistor t34, the source is connected to a predetermined power supply line, the gate is connected to the gate of the transistor t29, and the drain is connected to the source of the transistor t35. In the transistor t35, the gate is connected to the transistor t30 and the drain is connected to a predetermined monitor circuit.

トランジスタt19は、ソースが所定の電源線に接続され、ゲートがトランジスタt15のゲートに接続され、ドレインがトランジスタt20のソースに接続される。トランジスタt20は、ゲートがトランジスタt14のゲートに接続され、ドレインがトランジスタt21のソースおよびトランジスタt22のソースに接続される。トランジスタt21は、ドレインがトランジスタt23のゲートおよびドレインに接続される。トランジスタt23は、ソースがトランジスタt24のゲートおよびドレインに接続される。トランジスタt24のソースは、グランド線GNDに接続される。トランジスタt22は、ドレインがトランジスタt25のゲートおよびドレインに接続される。トランジスタt25は、ゲートがトランジスタt27に接続され、ソースがトランジスタt26のドレインおよびゲートに接続される。トランジスタt26は、ゲートがトランジスタt28のゲートに接続され、ソースがグランド線GNDに接続される。トランジスタt27は、ドレインがトランジスタt30のドレインおよびゲートに接続され、ソースがトランジスタt28のドレインに接続される。トランジスタt28は、ソースがグランド線GNDに接続される。 In the transistor t19, the source is connected to a predetermined power supply line, the gate is connected to the gate of the transistor t15, and the drain is connected to the source of the transistor t20. In the transistor t20, the gate is connected to the gate of the transistor t14, and the drain is connected to the source of the transistor t21 and the source of the transistor t22. The drain of the transistor t21 is connected to the gate and drain of the transistor t23. The source of the transistor t23 is connected to the gate and drain of the transistor t24. The source of the transistor t24 is connected to the ground wire GND. The drain of the transistor t22 is connected to the gate and drain of the transistor t25. In the transistor t25, the gate is connected to the transistor t27, and the source is connected to the drain and the gate of the transistor t26. In the transistor t26, the gate is connected to the gate of the transistor t28, and the source is connected to the ground line GND. In the transistor t27, the drain is connected to the drain and the gate of the transistor t30, and the source is connected to the drain of the transistor t28. The source of the transistor t28 is connected to the ground wire GND.

トランジスタt42は、ソースが所定の電源線に接続され、ゲートがトランジスタt52のゲートに接続され、ドレインがトランジスタt43のソースに接続される。トランジスタt43は、ゲートがトランジスタt53のゲートに接続され、ドレインがトランジスタt45のソースおよびトランジスタt46のソースに接続される。トランジスタt46は、ドレインがトランジスタt47のゲートおよびドレインに接続される。トランジスタt47は、ソースがトランジスタt48のゲートおよびドレインに接続される。トランジスタt48のソースは、グランド線GNDに接続される。トランジスタt45は、ドレインがトランジスタt27およびトランジスタt30の間に接続される。 In the transistor t42, the source is connected to a predetermined power supply line, the gate is connected to the gate of the transistor t52, and the drain is connected to the source of the transistor t43. In the transistor t43, the gate is connected to the gate of the transistor t53, and the drain is connected to the source of the transistor t45 and the source of the transistor t46. The drain of the transistor t46 is connected to the gate and drain of the transistor t47. The source of transistor t47 is connected to the gate and drain of transistor t48. The source of the transistor t48 is connected to the ground wire GND. The drain of the transistor t45 is connected between the transistor t27 and the transistor t30.

次に、図4〜図8を用いて、ノイズキャンセル装置1の動作例について説明する。図4〜図8は、ノイズキャンセル装置1の動作例を示す図である。図4では、ノイズキャンセル装置1のトランジスタt10,t11,t22,t45,t21,t46のタイミングチャートを示している。図4に示すように、ノイズキャンセル装置1は、トランジスタt10,t11,t22,t45,t21,t46をON/OFFを下記(1)〜(4)の4つのモードに応じて切り替える。 Next, an operation example of the noise canceling device 1 will be described with reference to FIGS. 4 to 8. 4 to 8 are diagrams showing an operation example of the noise canceling device 1. FIG. 4 shows a timing chart of the transistors t10, t11, t22, t45, t21, and t46 of the noise canceling device 1. As shown in FIG. 4, the noise canceling device 1 switches ON / OFF of the transistors t10, t11, t22, t45, t21, and t46 according to the following four modes (1) to (4).

(1)基準電圧検知モード
(2)オフセットモード
(3)SH電圧検知モード
(4)差分検知モード
(1) Reference voltage detection mode (2) Offset mode (3) SH voltage detection mode (4) Difference detection mode

(1)基準電圧検知モードは、全画素の電荷が一斉にリセットされるタイミングで動作するモードである。具体的には、基準電圧検知モードでは、ノイズキャンセル装置1は、電源部10の電圧をSH処理することで、基準電流を生成する。 (1) The reference voltage detection mode is a mode that operates at the timing when the charges of all the pixels are reset all at once. Specifically, in the reference voltage detection mode, the noise canceling device 1 generates a reference current by performing SH processing on the voltage of the power supply unit 10.

図5では、基準電圧検知モードにおける動作例を示す。図5に示すように、ノイズキャンセル装置1は、基準電圧検知モードでは、トランジスタt12,t55,t45,t22をオンにし、トランジスタt10,t21,t46,t56をオフの状態とする。そして、ノイズキャンセル装置1は、全画素の電荷が一斉にリセットされるタイミング、すなわち、各画素11がSH処理するタイミングに合わせて、トランジスタt11をオフからオンに切り替えて、電源部10の電圧をキャパシタC11に保持(サンプリング)する。そして、ノイズキャンセル装置1は、キャパシタC11で電圧の保持が完了後、トランジスタt11をオンからオフへ切り替える。これにより、電源部10の電源ノイズを示す電圧がキャパシタC11に保持(ホールド)されるとともに、かかる電圧が増幅器AMP3に印加され、出力端子側において基準電流が流れる。 FIG. 5 shows an operation example in the reference voltage detection mode. As shown in FIG. 5, the noise canceling device 1 turns on the transistors t12, t55, t45 and t22 and turns off the transistors t10, t21, t46 and t56 in the reference voltage detection mode. Then, the noise canceling device 1 switches the transistor t11 from off to on in accordance with the timing when the charges of all the pixels are reset all at once, that is, the timing when each pixel 11 performs SH processing, and the voltage of the power supply unit 10 is changed. It is held (sampled) in the capacitor C11. Then, the noise canceling device 1 switches the transistor t11 from on to off after the voltage holding by the capacitor C11 is completed. As a result, the voltage indicating the power supply noise of the power supply unit 10 is held by the capacitor C11, the voltage is applied to the amplifier AMP3, and the reference current flows on the output terminal side.

つづいて、(2)オフセットモードは、D相読み出しが行われるタイミングで動作するモードである。具体的には、ノイズキャンセル装置1は、基準電流に基づいてオフセット電流を生成する。 Next, (2) the offset mode is a mode that operates at the timing when the D phase read is performed. Specifically, the noise canceling device 1 generates an offset current based on the reference current.

図6では、オフセットモードにおける動作例を示す。図6に示すように、ノイズキャンセル装置1は、オフセットモードでは、トランジスタt12、t21,t46,t55をオンにし、トランジスタt10,t22,t45,t11,t56をオフの状態にする。これにより、トランジスタt52,t53,t54を流れる基準電流がカレントミラー回路により、トランジスタt42,t43にコピーされ、トランジスタt46,t47,t48に流れる。また、トランジスタt52,t53,t54を流れる基準電流がカレントミラー回路により、トランジスタt40,t41にコピーされ、トランジスタt38,t39に流れる。そして、トランジスタt38,t39に流れる基準電流は、カレントミラー回路により、トランジスタt36,t37に流れる。そして、基準電流が所定の電流値となるように、トランジスタt36,t37の接続数を調整する。これにより、基準電流を所定の電流値であるオフセット電流に変換する。そして、生成されたオフセット電流は、ゲイン調整部6を介して、DAC回路100へ出力される。 FIG. 6 shows an operation example in the offset mode. As shown in FIG. 6, the noise canceling device 1 turns on the transistors t12, t21, t46, and t55 and turns off the transistors t10, t22, t45, t11, and t56 in the offset mode. As a result, the reference current flowing through the transistors t52, t53, and t54 is copied to the transistors t42 and t43 by the current mirror circuit and flows through the transistors t46, t47, and t48. Further, the reference current flowing through the transistors t52, t53, and t54 is copied to the transistors t40 and t41 by the current mirror circuit and flows to the transistors t38 and t39. Then, the reference current flowing through the transistors t38 and t39 flows through the transistors t36 and t37 by the current mirror circuit. Then, the number of connections of the transistors t36 and t37 is adjusted so that the reference current becomes a predetermined current value. As a result, the reference current is converted into an offset current which is a predetermined current value. Then, the generated offset current is output to the DAC circuit 100 via the gain adjusting unit 6.

つづいて、(3)SH電圧検知モードは、行単位の画素の電荷がリセットされるタイミングで動作するモードである。具体的には、SH電圧検知モードでは、ノイズキャンセル装置1は、電源部10の電圧をSH処理すること、SH電流を生成する。 Next, (3) the SH voltage detection mode is a mode that operates at the timing when the charge of the pixel in each row is reset. Specifically, in the SH voltage detection mode, the noise canceling device 1 SH-processes the voltage of the power supply unit 10 and generates an SH current.

図7では、SH電圧検知モードにおける動作例を示す。図7に示すように、ノイズキャンセル装置1は、SH電圧モードでは、トランジスタt12,t55,t21,t46をオンにし、トランジスタt22,t45,t11,t56をオフの状態にする。そして、ノイズキャンセル装置1は、行単位の画素の電荷がリセットされるタイミング、すなわち、各画素がSH処理するタイミングに合わせて、トランジスタt10をオフからオンに切り替えて、電源部10の電圧をキャパシタC10に保持(サンプリング)する。そして、ノイズキャンセル装置1は、キャパシタC10で電圧の保持が完了後、トランジスタt10をオンからオフに切り替える。これにより、電源部10の電源ノイズを示す電圧がキャパシタC10に保持(ホールド)されるとともに、かかる電圧が増幅器AMP2に印加され、出力端子側においてSH電流が流れる。 FIG. 7 shows an operation example in the SH voltage detection mode. As shown in FIG. 7, the noise canceling device 1 turns on the transistors t12, t55, t21, and t46 and turns off the transistors t22, t45, t11, and t56 in the SH voltage mode. Then, the noise canceling device 1 switches the transistor t10 from off to on in accordance with the timing at which the charge of the pixel in each row is reset, that is, the timing at which each pixel performs SH processing, and the voltage of the power supply unit 10 is made into a capacitor. Hold (sampling) at C10. Then, the noise canceling device 1 switches the transistor t10 from on to off after the voltage holding by the capacitor C10 is completed. As a result, the voltage indicating the power supply noise of the power supply unit 10 is held by the capacitor C10, the voltage is applied to the amplifier AMP2, and the SH current flows on the output terminal side.

つづいて、(4)差分検知モードは、P相の読み出しが行われるタイミングで動作するモードである。具体的には、差分検知モードでは、ノイズキャンセル装置1は、生成したSH電流および基準電流の差分電流、すなわち、ノイズキャンセル信号を生成する。 Next, (4) the difference detection mode is a mode that operates at the timing when the P phase is read out. Specifically, in the difference detection mode, the noise canceling device 1 generates a difference current between the generated SH current and the reference current, that is, a noise canceling signal.

図8では、差分検知モードにおける動作例を示す。図8に示すように、ノイズキャンセル装置1は、差分検知モードでは、トランジスタt12,t22,t45,t55をオンにし、トランジスタt10,t21,t46,t11,t56をオフの状態にする。これにより、トランジスタt15,t14,t13を流れるSH電流がカレントミラー回路により、トランジスタt19,t20にコピーされ、トランジスタt22,t25,t26に流れる。そして、トランジスタt25,t26に流れるSH電流は、カレントミラー回路により、トランジスタt27,t28にコピーされる。これにより、ゲイン調整部6にSH電流が流れる。 FIG. 8 shows an operation example in the difference detection mode. As shown in FIG. 8, the noise canceling device 1 turns on the transistors t12, t22, t45 and t55 and turns off the transistors t10, t21, t46, t11 and t56 in the difference detection mode. As a result, the SH current flowing through the transistors t15, t14, and t13 is copied to the transistors t19 and t20 by the current mirror circuit and flows through the transistors t22, t25, and t26. Then, the SH current flowing through the transistors t25 and t26 is copied to the transistors t27 and t28 by the current mirror circuit. As a result, the SH current flows through the gain adjusting unit 6.

また、トランジスタt52,t53を流れる基準電流は、カレントミラー回路により、トランジスタt42,t43にコピーされ、トランジスタt45を流れる。これにより、ゲイン調整部6に基準電流が流れる。 Further, the reference current flowing through the transistors t52 and t53 is copied to the transistors t42 and t43 by the current mirror circuit and flows through the transistors t45. As a result, a reference current flows through the gain adjusting unit 6.

また、上述したように、ゲイン調整部6には、オフセット電流が流れているため、これにより、SH電流−基準電流+オフセット電流=ノイズキャンセル信号が流れ、トランジスタt31,t32の接続数切替によりゲイン調整された後、DAC回路100へ出力される。 Further, as described above, since the offset current flows through the gain adjusting unit 6, an SH current-reference current + offset current = noise canceling signal flows, and the gain is obtained by switching the number of connections of the transistors t31 and t32. After adjustment, it is output to the DAC circuit 100.

この結果、電源ノイズを含むノイズキャンセル信号がゲイン調整部6から出力されて、DAC回路100のランプ信号に重畳され、コンパレータCM1(図1参照)のマイナス端子に入力される。そして、コンパレータCM1のプラス端子には、電源ノイズを含む画素信号が入力されることで、コンパレータCM1において電源ノイズが同相ノイズとしてキャンセルされる。 As a result, a noise canceling signal including power supply noise is output from the gain adjusting unit 6, superimposed on the lamp signal of the DAC circuit 100, and input to the negative terminal of the comparator CM1 (see FIG. 1). Then, by inputting a pixel signal including power supply noise to the positive terminal of the comparator CM1, the power supply noise is canceled as in-phase noise in the comparator CM1.

なお、図3に示したノイズキャンセル装置1の回路構成は一例であって、例えば、図9および図10に示すような他の回路構成であってもよい。 The circuit configuration of the noise canceling device 1 shown in FIG. 3 is an example, and may be another circuit configuration as shown in FIGS. 9 and 10, for example.

図9および図10は、ノイズキャンセル装置1の他の回路構成を示す図である。 9 and 10 are diagrams showing another circuit configuration of the noise canceling device 1.

例えば、図9に示すノイズキャンセル装置1は、図3に示す回路構成と比較して、増幅器AMP2,AMP3(図3参照)が無い回路構成となっている。つまり、図9に示すように、トランジスタt10は、ドレインがトランジスタt13のゲートに直接接続される。また、トランジスタt11は、ドレインがトランジスタt54のゲートに直接接続される。 For example, the noise canceling device 1 shown in FIG. 9 has a circuit configuration without amplifiers AMP2 and AMP3 (see FIG. 3) as compared with the circuit configuration shown in FIG. That is, as shown in FIG. 9, in the transistor t10, the drain is directly connected to the gate of the transistor t13. Further, in the transistor t11, the drain is directly connected to the gate of the transistor t54.

このように、増幅器AMP2,AMP3を省略することで回路面積を小さくできるとともに、回路の消費電力を低減することができる。 As described above, by omitting the amplifiers AMP2 and AMP3, the circuit area can be reduced and the power consumption of the circuit can be reduced.

また、例えば、図10に示すノイズキャンセル装置1は、図3に示す回路構成と比較して、SH電流生成部2および基準電流生成部4(図3参照)が共通化されている。つまり、図3では、SH電流生成部2および基準電流生成部4それぞれが電源線10aに接続されることで2箇所から電源部10の電圧が入力される構成となっていたが、図10では、電源部10からの電圧が入力される箇所が1つである。 Further, for example, in the noise canceling device 1 shown in FIG. 10, the SH current generation unit 2 and the reference current generation unit 4 (see FIG. 3) are standardized as compared with the circuit configuration shown in FIG. That is, in FIG. 3, the SH current generation unit 2 and the reference current generation unit 4 are connected to the power supply line 10a, so that the voltage of the power supply unit 10 is input from two locations. , There is one place where the voltage from the power supply unit 10 is input.

具体的には、図10に示すノイズキャンセル装置1は、トランジスタt100のソースが電源線10aに接続される。なお、図10に示すトランジスタt102は、図3に示すトランジスタt10に対応し、図9に示すトランジスタt113、およびトランジスタt102が図3に示すトランジスタt11に対応している。また、図10に示すキャパシタC101が図3に示すキャパシタC11に対応している。なお、抵抗R100、キャパシタC100およびトランジスタt101,t100は省略されてもよい。 Specifically, in the noise canceling device 1 shown in FIG. 10, the source of the transistor t100 is connected to the power supply line 10a. The transistor t102 shown in FIG. 10 corresponds to the transistor t10 shown in FIG. 3, and the transistor t113 shown in FIG. 9 and the transistor t102 correspond to the transistor t11 shown in FIG. Further, the capacitor C101 shown in FIG. 10 corresponds to the capacitor C11 shown in FIG. The resistor R100, the capacitor C100, and the transistors t101 and t100 may be omitted.

図10に示す回路の動作例について説明する。 An operation example of the circuit shown in FIG. 10 will be described.

まず、基準電圧検知モードでは、トランジスタt100,をオンにし、トランジスタt101,t116をオフにする。そして、ノイズキャンセル装置1は、各画素11がSH処理するタイミングに合わせて、トランジスタt102およびトランジスタt113をオフからオンに切り替えて、電源部10の電圧をサンプリングする。 First, in the reference voltage detection mode, the transistors t100, are turned on, and the transistors t101 and t116 are turned off. Then, the noise canceling device 1 switches the transistor t102 and the transistor t113 from off to on in accordance with the timing at which each pixel 11 performs SH processing, and samples the voltage of the power supply unit 10.

この場合、サンプリングした電圧がキャパシタC101に保持(ホールド)させることで、基準電流が、トランジスタt104,t103に流れる。そして、トランジスタt104,t103に流れた基準電流は、カレントミラー回路により、トランジスタt109〜t112にコピーされる。そして、トランジスタt113がオンされているため、この結果、キャパシタC102に電圧が保持される。そして、キャパシタC102による電圧の保持が完了すると、トランジスタt102,t113をオンからオフに切り替える。 In this case, the sampled voltage is held by the capacitor C101, so that the reference current flows through the transistors t104 and t103. Then, the reference current flowing through the transistors t104 and t103 is copied to the transistors t109 to t112 by the current mirror circuit. Then, since the transistor t113 is turned on, as a result, the voltage is held in the capacitor C102. Then, when the holding of the voltage by the capacitor C102 is completed, the transistors t102 and t113 are switched from on to off.

つづいて、オフセットモードでは、基準電圧検知モードにおいてトランジスタt111,t112に流れた基準電流が、カレントミラー回路により、トランジスタt117,t118に流れる。そして、基準電流が、トランジスタt117,t118の接続数に応じた電流値に変換されることでオフセット電流が生成される。 Subsequently, in the offset mode, the reference current flowing through the transistors t111 and t112 in the reference voltage detection mode flows through the transistors t117 and t118 by the current mirror circuit. Then, the reference current is converted into a current value corresponding to the number of connections of the transistors t117 and t118, so that an offset current is generated.

つづいて、SH電圧検知モードでは、トランジスタt100,t116をオンにし、トランジスタt113をオフにする。そして、ノイズキャンセル装置1は、各画素がSH処理するタイミングに合わせて、トランジスタt102をオフからオンに切り替えて、電源部10の電圧をサンプリングし、キャパシタC101に保持させる。これにより、トランジスタt103,t104にSH電流が流れる。そして、トランジスタt103,t104に流れたSH電流は、カレントミラー回路により、トランジスタt114,t115,t116に流れる。この結果、ゲイン調整部6であるトランジスタt119,t120には、SH電流−基準電流+オフセット電流=ノイズキャンセル信号が流れる。 Subsequently, in the SH voltage detection mode, the transistors t100 and t116 are turned on and the transistors t113 are turned off. Then, the noise canceling device 1 switches the transistor t102 from off to on according to the timing at which each pixel performs SH processing, samples the voltage of the power supply unit 10, and holds it in the capacitor C101. As a result, SH current flows through the transistors t103 and t104. Then, the SH current flowing through the transistors t103 and t104 flows through the transistors t114, t115 and t116 by the current mirror circuit. As a result, the SH current-reference current + offset current = noise canceling signal flows through the transistors t119 and t120, which are the gain adjusting units 6.

このように、電源部10からの電圧の入力を1箇所とすることで、回路面積を小さくできるとともに、回路の消費電力を低減することができる。 In this way, by inputting the voltage from the power supply unit 10 at one place, the circuit area can be reduced and the power consumption of the circuit can be reduced.

なお、図10に示す回路構成において、増幅器AMP100が省略されてもよい。 In the circuit configuration shown in FIG. 10, the amplifier AMP100 may be omitted.

次に、図11を用いて、実施形態に係る固体撮像素子Sを有する電子機器1000の構成例について説明する。図11は、実施形態に係る固体撮像素子Sを搭載した電子機器1000の概略構成例を示すブロック図である。 Next, a configuration example of the electronic device 1000 having the solid-state image sensor S according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electronic device 1000 equipped with the solid-state image sensor S according to the embodiment.

図11に示すように、電子機器1000は、例えば、撮像レンズ1010と、固体撮像素子Sと、記憶部1030と、プロセッサ1020とを備える。 As shown in FIG. 11, the electronic device 1000 includes, for example, an image pickup lens 1010, a solid-state image pickup element S, a storage unit 1030, and a processor 1020.

撮像レンズ1010は、入射光を集光してその像を固体撮像素子Sの受光面に結像する光学系の一例である。受光面とは、固体撮像素子Sにおける光電変換素子が配列する面であってよい。固体撮像素子Sは、入射光を光電変換して画像データを生成する。また、固体撮像素子Sは、生成した画像データに対し、ノイズ除去やホワイトバランス調整等の所定の信号処理を実行する。 The image pickup lens 1010 is an example of an optical system that collects incident light and forms an image on the light receiving surface of the solid-state image sensor S. The light receiving surface may be a surface on which the photoelectric conversion elements in the solid-state image sensor S are arranged. The solid-state image sensor S photoelectrically converts the incident light to generate image data. Further, the solid-state image sensor S executes predetermined signal processing such as noise removal and white balance adjustment on the generated image data.

記憶部1030は、例えば、フラッシュメモリやDRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM(Static Random Access Memory)等で構成され、固体撮像素子Sから入力された画像データ等を記録する。 The storage unit 1030 is composed of, for example, a flash memory, a DRAM (Dynamic Random Access Memory), a SRAM (Static Random Access Memory), or the like, and records image data or the like input from the solid-state image sensor S.

プロセッサ1020は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等を用いて構成され、オペレーティングシステムや各種アプリケーションソフトウエア等を実行するアプリケーションプロセッサや、GPU(Graphics Processing Unit)やベースバンドプロセッサなどが含まれ得る。プロセッサ1020は、固体撮像素子Sから入力された画像データや記憶部1030から読み出した画像データ等に対し、必要に応じた種々処理を実行したり、ユーザへの表示を実行したり、所定のネットワークを介して外部へ送信したりする。 The processor 1020 may include, for example, an application processor configured by using a CPU (Central Processing Unit) or the like and executing an operating system, various application software, or the like, a GPU (Graphics Processing Unit), a baseband processor, or the like. The processor 1020 executes various processes as necessary for the image data input from the solid-state image sensor S, the image data read from the storage unit 1030, and the like, executes display to the user, and performs a predetermined network. It is sent to the outside via.

(移動体への応用例)
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
(Example of application to mobile)
The technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied to various products. For example, the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on a moving body of any kind such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.

図12は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.

車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図12に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(Interface)12053が図示されている。 The vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001. In the example shown in FIG. 12, the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050. Further, as a functional configuration of the integrated control unit 12050, a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (Interface) 12053 are shown.

駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。 The drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs. For example, the drive system control unit 12010 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating a braking force of a vehicle.

ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。 The body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs. For example, the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps. In this case, the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches. The body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.

車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。 The vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000. For example, the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030. The vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image. The vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on the road surface based on the received image.

撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。 The imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received. The image pickup unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.

車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。 The in-vehicle information detection unit 12040 detects information in the vehicle. For example, a driver state detection unit 12041 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040. The driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing.

マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。 The microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit. A control command can be output to 12010. For example, the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose of.

また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。 Further, the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver can control the driver. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving, etc., which runs autonomously without depending on the operation.

また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。 Further, the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030. For example, the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs coordinated control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.

音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図12の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。 The audio-image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and an image to an output device capable of visually or audibly notifying the passenger of the vehicle or the outside of the vehicle. In the example of FIG. 12, an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices. The display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a heads-up display.

図13は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.

図13では、撮像部12031として、撮像部12101、12102、12103、12104、12105を有する。 In FIG. 13, the imaging unit 12031 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.

撮像部12101、12102、12103、12104、12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102、12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。 The imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as, for example, the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100. The imaging unit 12101 provided on the front nose and the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100. The imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100. The imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100. The imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior is mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.

なお、図13には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。 Note that FIG. 13 shows an example of the photographing range of the imaging units 12101 to 12104. The imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose, the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively, and the imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging units 12102 and 12103. The imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 as viewed from above can be obtained.

撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。 At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information. For example, at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of image pickup elements, or may be an image pickup element having pixels for phase difference detection.

例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。 For example, the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100). By obtaining, it is possible to extract as the preceding vehicle a three-dimensional object that is the closest three-dimensional object on the traveling path of the vehicle 12100 and that travels in substantially the same direction as the vehicle 12100 at a predetermined speed (for example, 0 km / h or more). it can. Further, the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic braking control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.

例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。 For example, the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that can be seen by the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.

撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。 At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays. For example, the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104. Such pedestrian recognition includes, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing for a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine. When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 outputs a square contour line for emphasizing the recognized pedestrian. The display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.

以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部12031等に適用され得る。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。 The example of the vehicle control system to which the technique according to the present disclosure can be applied has been described above. The technique according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 and the like among the configurations described above. By applying the technique according to the present disclosure to the imaging unit 12031, it is possible to obtain a photographed image that is easier to see, and thus it is possible to reduce driver fatigue.

(内視鏡手術システムへの応用例)
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
(Example of application to endoscopic surgery system)
The technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied to various products. For example, the techniques according to the present disclosure may be applied to endoscopic surgery systems.

図14は、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure (the present technique) can be applied.

図14では、術者(医師)11131が、内視鏡手術システム11000を用いて、患者ベッド11133上の患者11132に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム11000は、内視鏡11100と、気腹チューブ11111やエネルギー処置具11112等の、その他の術具11110と、内視鏡11100を支持する支持アーム装置11120と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート11200と、から構成される。 FIG. 14 shows a surgeon (doctor) 11131 performing surgery on patient 11132 on patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000. As shown, the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an abdominal tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100. , A cart 11200 equipped with various devices for endoscopic surgery.

内視鏡11100は、先端から所定の長さの領域が患者11132の体腔内に挿入される鏡筒11101と、鏡筒11101の基端に接続されるカメラヘッド11102と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒11101を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡11100を図示しているが、内視鏡11100は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。 The endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the tip is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101. In the illustrated example, the endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. Good.

鏡筒11101の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡11100には光源装置11203が接続されており、当該光源装置11203によって生成された光が、鏡筒11101の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者11132の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡11100は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。 An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101. A light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101 to be an objective. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens. The endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.

カメラヘッド11102の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光(観察光)は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、RAWデータとしてカメラコントロールユニット(CCU: Camera Control Unit)11201に送信される。 An optical system and an image pickup element are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the image pickup element by the optical system. The observation light is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated. The image signal is transmitted to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201 as RAW data.

CCU11201は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡11100及び表示装置11202の動作を統括的に制御する。さらに、CCU11201は、カメラヘッド11102から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理(デモザイク処理)等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。 The CCU11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing).

表示装置11202は、CCU11201からの制御により、当該CCU11201によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。 The display device 11202 displays an image based on the image signal processed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.

光源装置11203は、例えばLED(light emitting diode)等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡11100に供給する。 The light source device 11203 is composed of, for example, a light source such as an LED (light emitting diode), and supplies irradiation light for photographing an operating part or the like to the endoscope 11100.

入力装置11204は、内視鏡手術システム11000に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置11204を介して、内視鏡手術システム11000に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡11100による撮像条件(照射光の種類、倍率及び焦点距離等)を変更する旨の指示等を入力する。 The input device 11204 is an input interface to the endoscopic surgery system 11000. The user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204. For example, the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.

処置具制御装置11205は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具11112の駆動を制御する。気腹装置11206は、内視鏡11100による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者11132の体腔を膨らめるために、気腹チューブ11111を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ11207は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ11208は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。 The treatment tool control device 11205 controls the drive of the energy treatment tool 11112 for cauterizing, incising, sealing a blood vessel, or the like of a tissue. The pneumoperitoneum device 11206 uses a gas in the pneumoperitoneum tube 11111 to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the field of view by the endoscope 11100 and securing the work space of the operator. To send. The recorder 11207 is a device capable of recording various information related to surgery. The printer 11208 is a device capable of printing various information related to surgery in various formats such as text, images, and graphs.

なお、内視鏡11100に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置11203は、例えばLED、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。RGBレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色(各波長)の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置11203において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、RGBレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御することにより、RGBそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。 The light source device 11203 that supplies the irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of, for example, an LED, a laser light source, or a white light source composed of a combination thereof. When a white light source is configured by combining RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out. Further, in this case, the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-divided manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to support each of RGB. It is also possible to capture the image in a time-divided manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.

また、光源装置11203は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。 Further, the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals. By controlling the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changing the light intensity to acquire an image in a time-divided manner and synthesizing the image, so-called high dynamic without blackout and overexposure. Range images can be generated.

また、光源装置11203は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光(すなわち、白色光)に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察(Narrow Band Imaging)が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること(自家蛍光観察)、又はインドシアニングリーン(ICG)等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置11203は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び/又は励起光を供給可能に構成され得る。 Further, the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation. In special light observation, for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue to irradiate light in a narrow band as compared with the irradiation light (that is, white light) in normal observation, the surface layer of the mucous membrane. So-called narrow band imaging, in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast, is performed. Alternatively, in the special light observation, fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating with excitation light. In fluorescence observation, the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent. The light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrow band light and / or excitation light corresponding to such special light observation.

図15は、図14に示すカメラヘッド11102及びCCU11201の機能構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 15 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU11201 shown in FIG.

カメラヘッド11102は、レンズユニット11401と、撮像部11402と、駆動部11403と、通信部11404と、カメラヘッド制御部11405と、を有する。CCU11201は、通信部11411と、画像処理部11412と、制御部11413と、を有する。カメラヘッド11102とCCU11201とは、伝送ケーブル11400によって互いに通信可能に接続されている。 The camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405. CCU11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413. The camera head 11102 and CCU11201 are communicatively connected to each other by a transmission cable 11400.

レンズユニット11401は、鏡筒11101との接続部に設けられる光学系である。鏡筒11101の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド11102まで導光され、当該レンズユニット11401に入射する。レンズユニット11401は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。 The lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101. The observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and incident on the lens unit 11401. The lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.

撮像部11402を構成する撮像素子は、1つ(いわゆる単板式)であってもよいし、複数(いわゆる多板式)であってもよい。撮像部11402が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってRGBそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部11402は、3D(dimensional)表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための1対の撮像素子を有するように構成されてもよい。3D表示が行われることにより、術者11131は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部11402が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット11401も複数系統設けられ得る。 The image sensor constituting the image pickup unit 11402 may be one (so-called single plate type) or a plurality (so-called multi-plate type). When the image pickup unit 11402 is composed of a multi-plate type, for example, each image pickup element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by synthesizing them. Alternatively, the image pickup unit 11402 may be configured to have a pair of image pickup elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (dimensional) display, respectively. The 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site. When the image pickup unit 11402 is composed of a multi-plate type, a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.

また、撮像部11402は、必ずしもカメラヘッド11102に設けられなくてもよい。例えば、撮像部11402は、鏡筒11101の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。 Further, the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided on the camera head 11102. For example, the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.

駆動部11403は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部11405からの制御により、レンズユニット11401のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部11402による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。 The drive unit 11403 is composed of an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. As a result, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.

通信部11404は、CCU11201との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11404は、撮像部11402から得た画像信号をRAWデータとして伝送ケーブル11400を介してCCU11201に送信する。 The communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting and receiving various types of information to and from the CCU11201. The communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the image pickup unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.

また、通信部11404は、CCU11201から、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部11405に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに/又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。 Further, the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405. The control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and / or information to specify the magnification and focus of the captured image, and the like. Contains information about the condition.

なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてCCU11201の制御部11413によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるAE(Auto Exposure)機能、AF(Auto Focus)機能及びAWB(Auto White Balance)機能が内視鏡11100に搭載されていることになる。 The above-mentioned imaging conditions such as frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of CCU11201 based on the acquired image signal. Good. In the latter case, the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.

カメラヘッド制御部11405は、通信部11404を介して受信したCCU11201からの制御信号に基づいて、カメラヘッド11102の駆動を制御する。 The camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.

通信部11411は、カメラヘッド11102との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11411は、カメラヘッド11102から、伝送ケーブル11400を介して送信される画像信号を受信する。 The communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102. The communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.

また、通信部11411は、カメラヘッド11102に対して、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。 Further, the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102. Image signals and control signals can be transmitted by telecommunications, optical communication, or the like.

画像処理部11412は、カメラヘッド11102から送信されたRAWデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。 The image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.

制御部11413は、内視鏡11100による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部11413は、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を生成する。 The control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by the imaging of the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.

また、制御部11413は、画像処理部11412によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置11202に表示させる。この際、制御部11413は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部11413は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具11112の使用時のミスト等を認識することができる。制御部11413は、表示装置11202に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者11131に提示されることにより、術者11131の負担を軽減することや、術者11131が確実に手術を進めることが可能になる。 Further, the control unit 11413 causes the display device 11202 to display the captured image in which the surgical unit or the like is reflected, based on the image signal processed by the image processing unit 11412. At this time, the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image by using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edge of an object included in the captured image to remove surgical tools such as forceps, a specific biological part, bleeding, and mist when using the energy treatment tool 11112. Can be recognized. When displaying the captured image on the display device 11202, the control unit 11413 may superimpose and display various surgical support information on the image of the surgical unit by using the recognition result. By superimposing and displaying the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, it is possible to reduce the burden on the surgeon 11131 and to allow the surgeon 11131 to proceed with the surgery reliably.

カメラヘッド11102及びCCU11201を接続する伝送ケーブル11400は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。 The transmission cable 11400 connecting the camera head 11102 and CCU11201 is an electric signal cable corresponding to electric signal communication, an optical fiber corresponding to optical communication, or a composite cable thereof.

ここで、図示する例では、伝送ケーブル11400を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド11102とCCU11201との間の通信は無線で行われてもよい。 Here, in the illustrated example, the communication is performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU11201 may be performed wirelessly.

以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、カメラヘッド11102の撮像部11402に適用され得る。カメラヘッド11102に本開示に係る技術を適用することにより、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。 The example of the endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure can be applied has been described above. The technique according to the present disclosure can be applied to, for example, the image pickup unit 11402 of the camera head 11102 among the configurations described above. By applying the technique according to the present disclosure to the camera head 11102, a clearer surgical site image can be obtained, so that the operator can surely confirm the surgical site.

なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。 Although the endoscopic surgery system has been described here as an example, the technique according to the present disclosure may be applied to other, for example, a microscopic surgery system.

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the technical scope of the present disclosure is not limited to the above-described embodiments as they are, and various changes can be made without departing from the gist of the present disclosure. In addition, components covering different embodiments and modifications may be combined as appropriate.

<まとめ>
以上説明したように、本開示の一実施形態によれば、本実施形態に係る固体撮像素子Sは、電源部10と、画素11と、DAC回路100と、コンパレータCM1と、ノイズキャンセル装置1とを備える。画素11は、電源部10の電圧をサンプリングおよびホールドするSH処理により生成した電源ノイズ信号を含む画素信号を出力する。DAC回路100は、ランプ信号を出力する。コンパレータCM1は、画素信号およびランプ信号が入力される。前記ノイズキャンセル装置1は、電源部10およびDAC回路100の間に設けられ、画素11のSH処理のタイミングに合わせて、電源部10の電圧をSH処理して生成したノイズキャンセル信号をランプ信号に重畳する。
<Summary>
As described above, according to one embodiment of the present disclosure, the solid-state image sensor S according to the present embodiment includes a power supply unit 10, pixels 11, a DAC circuit 100, a comparator CM1, and a noise canceling device 1. To be equipped. The pixel 11 outputs a pixel signal including a power supply noise signal generated by SH processing that samples and holds the voltage of the power supply unit 10. The DAC circuit 100 outputs a lamp signal. A pixel signal and a lamp signal are input to the comparator CM1. The noise canceling device 1 is provided between the power supply unit 10 and the DAC circuit 100, and uses a noise canceling signal generated by SH processing the voltage of the power supply unit 10 as a lamp signal in accordance with the SH processing timing of the pixel 11. Superimpose.

これにより、電源揺れに起因する電源ノイズを高精度に除去することができる。 As a result, power supply noise caused by power supply fluctuation can be removed with high accuracy.

以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Although each embodiment of the present disclosure has been described above, the technical scope of the present disclosure is not limited to each of the above-described embodiments as it is, and various changes can be made without departing from the gist of the present disclosure. is there. In addition, components covering different embodiments and modifications may be combined as appropriate.

また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。 Further, the effects in each of the embodiments described in the present specification are merely examples and are not limited, and other effects may be obtained.

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
電源部と、
前記電源部の電圧をサンプリングおよびホールドするSH処理により生成した電源ノイズ信号を含む画素信号を出力する画素と、
ランプ信号を出力するDAC回路と、
前記画素信号および前記ランプ信号が入力されるコンパレータと、
前記電源部および前記DAC回路の間に設けられ、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記電源部の電圧をSH処理して生成したノイズキャンセル信号を前記ランプ信号に重畳するノイズキャンセル装置と、
を備える固体撮像素子。
(2)
前記ノイズキャンセル装置は、
行単位で前記画素の電荷をリセットする際の前記SH処理に合わせて、前記SH処理を行うことで、第1の電流を生成するSH電流生成部と、
全画素の電荷を一斉にリセットする際の前記SH処理に合わせて、前記SH処理を行うことで、第2の電流を生成する基準電流生成部と、を有し、
前記ノイズキャンセル装置は、
前記第1の電流から前記第2の電流を減算した電流を前記ノイズキャンセル信号として出力する
前記(1)に記載の固体撮像素子。
(3)
前記ノイズキャンセル装置は、
第3の電流を生成するオフセット電流生成部をさらに備え、
前記ノイズキャンセル装置は、
前記第1の電流に前記第3の電流を加算した電流から前記第2の電流を減算した電流を前記ノイズキャンセル信号として出力する
前記(2)に記載の固体撮像素子。
(4)
前記オフセット電流生成部は、
前記基準電流生成部によって生成された前記第2の電流をカレントミラー回路によりコピーし、コピーした電流の電流値を接続数切替により調整して前記第3の電流を生成する
前記(3)に記載の固体撮像素子。
(5)
前記SH電流生成部は、
前記電源部の電源線に接続される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタに対して直列に接続される第1のキャパシタとを備え、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記第1のトランジスタをオンにして、前記第1のキャパシタに前記電源部の電圧を保持し、保持した電圧に基づいて前記第1の電流を生成し、
前記基準電流生成部は、
前記電源部の電源線に接続される第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタに対して直列に接続される第2のキャパシタとを備え、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記第2のトランジスタをオンにして、前記第2のキャパシタに前記電源部の電圧を保持し、保持した電圧に基づいて前記第2の電流を生成する
前記(2)〜(4)のいずれか1に記載の固体撮像素子。
(6)
前記SH電流生成部は、
前記電源部の電源線に接続される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタに対して直列に接続される第1のキャパシタとを備え、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記第1のトランジスタをオンにして、前記第1のキャパシタに前記電源部の電圧を保持し、保持した電圧に基づいて前記第1の電流を生成し、
前記基準電流生成部は、
前記第1のトランジスタおよび前記第2のキャパシタの間に接続される第2のトランジスタと、第2のトランジスタに対して直列接続される第2のキャパシタとを備え、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記第1のトランジスタおよび第2のトランジスタをオンにして、前記第2のキャパシタに前記電源部の電圧を保持し、保持した電圧に基づいて前記第2の電流を生成する
前記(2)〜(5)のいずれか1つに記載の固体撮像素子。
(7)
前記SH電流生成部および前記基準電流生成部は、
直列接続された前記トランジスタおよび前記キャパシタの間に入力端子が接続される増幅器をさらに備える
前記(5)または(6)に記載の固体撮像素子。
(8)
電源部と、
前記電源部の電圧をサンプリングおよびホールドするSH処理により生成した画素信号を出力する画素と、
ランプ信号を出力するDAC回路と、
前記画素信号および前記ランプ信号が入力されるコンパレータと、
前記電源部および前記DAC回路の間に設けられ、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記電源部の電圧をSH処理して生成したノイズキャンセル信号を前記ランプ信号に重畳するノイズキャンセル装置と、
を備える電子機器。
The present technology can also have the following configurations.
(1)
Power supply and
A pixel that outputs a pixel signal including a power supply noise signal generated by SH processing that samples and holds the voltage of the power supply unit, and a pixel that outputs a pixel signal.
A DAC circuit that outputs a lamp signal and
A comparator to which the pixel signal and the lamp signal are input, and
A noise canceling device provided between the power supply unit and the DAC circuit, which superimposes a noise canceling signal generated by SH processing the voltage of the power supply unit on the lamp signal in accordance with the timing of the SH processing of the pixel. When,
A solid-state image sensor.
(2)
The noise canceling device is
An SH current generating unit that generates a first current by performing the SH processing in accordance with the SH processing when resetting the charge of the pixel in units of rows.
It has a reference current generating unit that generates a second current by performing the SH processing in accordance with the SH processing when resetting the charges of all pixels at once.
The noise canceling device is
The solid-state image sensor according to (1), wherein a current obtained by subtracting the second current from the first current is output as the noise canceling signal.
(3)
The noise canceling device is
Further provided with an offset current generator for generating a third current,
The noise canceling device is
The solid-state image sensor according to (2), wherein the current obtained by subtracting the second current from the current obtained by adding the third current to the first current is output as the noise canceling signal.
(4)
The offset current generator
The third current is generated by copying the second current generated by the reference current generator by a current mirror circuit and adjusting the current value of the copied current by switching the number of connections. Solid-state image sensor.
(5)
The SH current generator
A first transistor connected to the power supply line of the power supply unit and a first capacitor connected in series with the first transistor are provided, and the SH processing timing of the pixel is adjusted to match the timing of the SH processing. The first transistor is turned on, the voltage of the power supply unit is held in the first capacitor, and the first current is generated based on the held voltage.
The reference current generator
A second transistor connected to the power supply line of the power supply unit and a second capacitor connected in series with the second transistor are provided, and the SH processing timing of the pixel is adjusted to match the timing of the SH processing of the pixel. Any one of (2) to (4) above, in which the second transistor is turned on, the voltage of the power supply unit is held in the second capacitor, and the second current is generated based on the held voltage. The solid-state image sensor according to.
(6)
The SH current generator
A first transistor connected to the power supply line of the power supply unit and a first capacitor connected in series with the first transistor are provided, and the SH processing timing of the pixel is adjusted to match the timing of the SH processing. The first transistor is turned on, the voltage of the power supply unit is held in the first capacitor, and the first current is generated based on the held voltage.
The reference current generator
A second transistor connected between the first transistor and the second capacitor and a second capacitor connected in series with the second transistor are provided, and the timing of the SH processing of the pixel is provided. The first transistor and the second transistor are turned on in accordance with the above, the voltage of the power supply unit is held in the second capacitor, and the second current is generated based on the held voltage. 2) The solid-state imaging device according to any one of (5).
(7)
The SH current generator and the reference current generator
The solid-state image sensor according to (5) or (6), further comprising an amplifier in which an input terminal is connected between the transistor connected in series and the capacitor.
(8)
Power supply and
A pixel that outputs a pixel signal generated by SH processing that samples and holds the voltage of the power supply unit, and
A DAC circuit that outputs a lamp signal and
A comparator to which the pixel signal and the lamp signal are input, and
A noise canceling device provided between the power supply unit and the DAC circuit, which superimposes a noise canceling signal generated by SH processing the voltage of the power supply unit on the lamp signal in accordance with the timing of the SH processing of the pixel. When,
Electronic equipment equipped with.

1 ノイズキャンセル装置
2 SH電流生成部
3a,3b カスコード電圧生成部
4 基準電流生成部
5 オフセット電流生成部
6 ゲイン調整部
10 電源部
10a 電源線
11 画素
50 論理回路
100 DAC回路
1000 電子機器
S 固体撮像素子
1 Noise canceling device 2 SH current generator 3a, 3b Cascode voltage generator 4 Reference current generator 5 Offset current generator 6 Gain adjustment unit 10 Power supply unit 10a Power supply line 11 pixels 50 Logic circuit 100 DAC circuit 1000 Electronic equipment S Solid-state imaging element

Claims (8)

電源部と、
前記電源部の電圧をサンプリングおよびホールドするSH処理により生成した電源ノイズ信号を含む画素信号を出力する画素と、
ランプ信号を出力するDAC回路と、
前記画素信号および前記ランプ信号が入力されるコンパレータと、
前記電源部および前記DAC回路の間に設けられ、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記電源部の電圧をSH処理して生成したノイズキャンセル信号を前記ランプ信号に重畳するノイズキャンセル装置と、
を備える固体撮像素子。
Power supply and
A pixel that outputs a pixel signal including a power supply noise signal generated by SH processing that samples and holds the voltage of the power supply unit, and a pixel that outputs a pixel signal.
A DAC circuit that outputs a lamp signal and
A comparator to which the pixel signal and the lamp signal are input, and
A noise canceling device provided between the power supply unit and the DAC circuit, which superimposes a noise canceling signal generated by SH processing the voltage of the power supply unit on the lamp signal in accordance with the timing of the SH processing of the pixel. When,
A solid-state image sensor.
前記ノイズキャンセル装置は、
行単位で前記画素の電荷をリセットする際の前記SH処理に合わせて、前記SH処理を行うことで、第1の電流を生成するSH電流生成部と、
全画素の電荷を一斉にリセットする際の前記SH処理に合わせて、前記SH処理を行うことで、第2の電流を生成する基準電流生成部と、を有し、
前記ノイズキャンセル装置は、
前記第1の電流から前記第2の電流を減算した電流を前記ノイズキャンセル信号として出力する
請求項1に記載の固体撮像素子。
The noise canceling device is
An SH current generating unit that generates a first current by performing the SH processing in accordance with the SH processing when resetting the charge of the pixel in units of rows.
It has a reference current generating unit that generates a second current by performing the SH processing in accordance with the SH processing when resetting the charges of all pixels at once.
The noise canceling device is
The solid-state image sensor according to claim 1, wherein a current obtained by subtracting the second current from the first current is output as the noise canceling signal.
前記ノイズキャンセル装置は、
第3の電流を生成するオフセット電流生成部をさらに備え、
前記ノイズキャンセル装置は、
前記第1の電流に前記第3の電流を加算した電流から前記第2の電流を減算した電流を前記ノイズキャンセル信号として出力する
請求項2に記載の固体撮像素子。
The noise canceling device is
Further provided with an offset current generator for generating a third current,
The noise canceling device is
The solid-state image sensor according to claim 2, wherein the current obtained by subtracting the second current from the current obtained by adding the third current to the first current is output as the noise canceling signal.
前記オフセット電流生成部は、
前記基準電流生成部によって生成された前記第2の電流をカレントミラー回路によりコピーし、コピーした電流の電流値を接続数切替により調整して前記第3の電流を生成する
請求項3に記載の固体撮像素子。
The offset current generator
The third aspect of claim 3, wherein the second current generated by the reference current generator is copied by a current mirror circuit, and the current value of the copied current is adjusted by switching the number of connections to generate the third current. Solid-state image sensor.
前記SH電流生成部は、
前記電源部の電源線に接続される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタに対して直列に接続される第1のキャパシタとを備え、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記第1のトランジスタをオンにして、前記第1のキャパシタに前記電源部の電圧を保持し、保持した電圧に基づいて前記第1の電流を生成し、
前記基準電流生成部は、
前記電源部の電源線に接続される第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタに対して直列に接続される第2のキャパシタとを備え、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記第2のトランジスタをオンにして、前記第2のキャパシタに前記電源部の電圧を保持し、保持した電圧に基づいて前記第2の電流を生成する
請求項2に記載の固体撮像素子。
The SH current generator
A first transistor connected to the power supply line of the power supply unit and a first capacitor connected in series with the first transistor are provided, and the SH processing timing of the pixel is adjusted to match the timing of the SH processing. The first transistor is turned on, the voltage of the power supply unit is held in the first capacitor, and the first current is generated based on the held voltage.
The reference current generator
A second transistor connected to the power supply line of the power supply unit and a second capacitor connected in series with the second transistor are provided, and the SH processing timing of the pixel is adjusted to match the timing of the SH processing of the pixel. The solid-state image sensor according to claim 2, wherein the second transistor is turned on, the voltage of the power supply unit is held in the second capacitor, and the second current is generated based on the held voltage.
前記SH電流生成部は、
前記電源部の電源線に接続される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタに対して直列に接続される第1のキャパシタとを備え、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記第1のトランジスタをオンにして、前記第1のキャパシタに前記電源部の電圧を保持し、保持した電圧に基づいて前記第1の電流を生成し、
前記基準電流生成部は、
前記第1のトランジスタおよび第2のキャパシタの間に接続される第2のトランジスタと、第2のトランジスタに対して直列接続される第2のキャパシタとを備え、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記第1のトランジスタおよび第2のトランジスタをオンにして、前記第2のキャパシタに前記電源部の電圧を保持し、保持した電圧に基づいて前記第2の電流を生成する
請求項2に記載の固体撮像素子。
The SH current generator
A first transistor connected to the power supply line of the power supply unit and a first capacitor connected in series with the first transistor are provided, and the SH processing timing of the pixel is adjusted to match the timing of the SH processing. The first transistor is turned on, the voltage of the power supply unit is held in the first capacitor, and the first current is generated based on the held voltage.
The reference current generator
A second transistor connected between the first transistor and the second capacitor and a second capacitor connected in series with the second transistor are provided, and at the timing of the SH processing of the pixel. At the same time, the first transistor and the second transistor are turned on, the voltage of the power supply unit is held in the second capacitor, and the second current is generated based on the held voltage. The solid-state imaging device according to.
前記SH電流生成部および前記基準電流生成部は、
直列接続された前記トランジスタおよび前記キャパシタの間に入力端子が接続される増幅器をさらに備える
請求項5に記載の固体撮像素子。
The SH current generator and the reference current generator
The solid-state image sensor according to claim 5, further comprising an amplifier in which an input terminal is connected between the transistor connected in series and the capacitor.
電源部と、
前記電源部の電圧をサンプリングおよびホールドするSH処理により生成した電源ノイズ信号を含む画素信号を出力する画素と、
ランプ信号を出力するDAC回路と、
前記画素信号および前記ランプ信号が入力されるコンパレータと、
前記電源部および前記DAC回路の間に設けられ、前記画素の前記SH処理のタイミングに合わせて、前記電源部の電圧をSH処理して生成したノイズキャンセル信号を前記ランプ信号に重畳するノイズキャンセル装置と、
を備える電子機器。
Power supply and
A pixel that outputs a pixel signal including a power supply noise signal generated by SH processing that samples and holds the voltage of the power supply unit, and a pixel that outputs a pixel signal.
A DAC circuit that outputs a lamp signal and
A comparator to which the pixel signal and the lamp signal are input, and
A noise canceling device provided between the power supply unit and the DAC circuit, which superimposes a noise canceling signal generated by SH processing the voltage of the power supply unit on the lamp signal in accordance with the timing of the SH processing of the pixel. When,
Electronic equipment equipped with.
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