JP5393360B2 - 光電変換装置 - Google Patents
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Description
図5は、従来の固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図5に示した固体撮像装置は、入射光量に応じた画素信号を出力する光電変換素子を2次元にアレイ状に配列した画素ブロック90と、この画素ブロック90の画素から出力される画素信号をアナログ・デジタル変換するAD変換器9とを具備する複数のアレイブロック(サブアレイ)B1,B2,・・・が2次元、図5では、4行5列に配置されている。
エンコーダ902は、入力パルス信号φPLが遅延回路901内を周回した回数を計数するカウンタ回路9021と、遅延回路901内で走行している入力パルス信号φPLの段数を検出するラッチ&エンコーダ回路9022と、カウンタ回路9021の出力される値を上位ビットデータ(例えば、a−ビット)と、ラッチ&エンコーダ回路9022の出力される値を下位ビットデータ(例えば、b−ビット)とするa+bビットのデジタルデータを出力する加算器9023から構成される。エンコーダ902内の加算器9023の出力値が、入力信号の電圧に応じたアナログ・デジタル変換後のデジタル値となる。図5に示した固体撮像装置においては、画素ブロック90から出力される画素信号を、AD変換器9の入力信号とすることにより、入射光量に応じたデジタル値が出力される。
また、制御回路7は、列回路5およびADC9の動作(動作開始および動作停止)を制御する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態による光電変換装置の概略構成を示したブロック図である。図1において、光電変換装置1は、画素P11〜P45、垂直走査回路4、列回路51〜55、水平走査回路6、制御回路7、AD変換器81〜85(以下、ADC81〜ADC85という)、から構成される。また、図1においては、画素P11〜P45が4行5列の二次元に配置され、画素アレイ3として構成されている。なお、画素P11〜P45のいずれか1つを示すときには「画素2」という。また、列回路51〜列回路55のいずれか1つを示すときには「列回路5」という。また、ADC81〜ADC85のいずれか1つを示すときには「ADC8」という。
また、制御回路7は、列回路5およびADC8の動作(動作開始および動作停止)を制御する。
以下、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。図3は、第2の実施形態による光電変換装置の概略構成を示したブロック図である。図3において、光電変換装置10は、画素P11〜P45、垂直走査回路4、列回路51〜55、水平走査回路6、制御回路7、AD変換器810〜850(以下、ADC810〜ADC850という)、から構成される。また、ADC810〜ADC850のいずれか1つを示すときには「ADC80」という。なお、図3に示した本第2実施形態の光電変換装置10は、図1に示した光電変換装置1におけるADC8が、ADC80に置き換わった構成であり、その他の構成要素は同様であるため、説明を省略する。
また、図示しないが、2種類の入力信号がある場合は、電源側を第1の入力信号とし、接地側を第2の入力信号とした構成とすることもできる。また、逆に電源側を第2の入力信号とし、接地側を第1の入力信号とした構成とすることもできる。
2,P11,P12,P13,P14,P15,P21,P22,P23,P24,P25,P31,P32,P33,P34,P35,P41,P42,P43,P44,P45・・・画素
3・・・画素アレイ
4・・・垂直走査回路
5,51,52,53,54,55・・・列回路
6・・・水平走査回路
7・・・制御回路
8,80,81,82,83,84,85,810,820,830,840,850・・・AD変換器
811,821・・・遅延回路
812,8120・・・エンコーダ(エンコーダ部)
8121・・・カウンタ回路
8122・・・ラッチ&エンコーダ回路
81221・・・ラッチ回路
81222・・・エンコーダ回路
8123・・・加算器
90・・・画素ブロック
9,91,92,93,94,95・・・AD変換器
B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9,B10,B11,B12,B13,B14,B15,B16,B17,B18,B19,B20・・・アレイブロック(サブアレイ)
901・・・遅延回路
902・・・エンコーダ
9021・・・カウンタ回路
9022・・・ラッチ&エンコーダ回路
9023・・・加算器
Claims (3)
- 光電変換素子を有し、該光電変換素子への入射光量に応じた画素信号を出力する画素が二次元に複数配置された画素アレイと、
前記画素アレイから読み出した前記画素信号を基準電圧に基づいてデジタル値に変換して出力する複数のAD変換器と、
を備えた光電変換装置において、
前記AD変換器に基準電圧を供給する基準電圧線は、前記複数のAD変換器のそれぞれに対応した複数の分岐基準電圧線に分岐し、
前記複数の分岐基準電圧線は、それぞれ対応する前記AD変換器内の構成要素にのみ接続され、
前記基準電圧線は、
前記画素アレイの第1の方向に伸びるように配置され、
前記分岐基準電圧線は、
前記画素アレイの第2の方向に伸びるように配置され、
前記複数のAD変換器は、
前記第1の方向に並ぶように配置され、
前記複数のAD変換器は、それぞれ、
前記画素アレイから読み出した前記画素信号の電圧と、該AD変換器に供給された基準電圧との差に応じた遅延時間でパルス信号を遅延させる遅延ユニットが複数段接続されたパルス遅延回路と、
前記パルス信号が前記遅延ユニットを所定時間に通過した段数に基づいたデジタル値を出力するエンコーダと、
を備え、
前記AD変換器に対応した前記分岐基準電圧線が前記基準電圧線から分岐する分岐点と、該AD変換器内で前記パルス遅延回路が前記分岐基準電圧線に接続される接続点と、該AD変換器内で前記エンコーダが前記分岐基準電圧線に接続される接続点とが、前記第2の方向に、この順番で並ぶように配置される、
ことを特徴とする光電変換装置。 - 光電変換素子を有し、該光電変換素子への入射光量に応じた画素信号を出力する画素が二次元に複数配置された画素アレイと、
前記画素アレイから読み出した前記画素信号を基準電圧に基づいてデジタル値に変換して出力する複数のAD変換器と、
を備えた光電変換装置において、
前記AD変換器に基準電圧を供給する基準電圧線は、前記複数のAD変換器のそれぞれに対応した複数の分岐基準電圧線に分岐し、
前記複数の分岐基準電圧線は、それぞれ対応する前記AD変換器内の構成要素にのみ接続され、
前記基準電圧線は、
前記画素アレイの第1の方向に伸びるように配置され、
前記分岐基準電圧線は、
前記画素アレイの第2の方向に伸びるように配置され、
前記複数のAD変換器は、
前記第1の方向に並ぶように配置され、
前記複数のAD変換器は、それぞれ、
前記画素アレイから読み出した前記画素信号の電圧と、該AD変換器に供給された基準電圧との差に応じた遅延時間でパルス信号を遅延させる遅延ユニットが複数段接続されたパルス遅延回路と、
前記パルス信号が前記遅延ユニットを所定時間に通過した段数に基づいたデジタル値を出力するエンコーダと、
を備え、
前記エンコーダは、
前記パルス遅延回路に備えた前記複数の遅延ユニットのそれぞれに対応し、前記各遅延ユニットから出力される遅延情報を保持するラッチユニットを複数有するラッチ回路と、
前記ラッチ回路が保持した前記遅延情報に基づいてデジタル値を出力するエンコーダ部と、
を備え、
前記AD変換器に対応した前記分岐基準電圧線が前記基準電圧線から分岐する分岐点と、該AD変換器内で前記遅延ユニットが前記分岐基準電圧線に接続される第1の接続点と、該AD変換器内で該遅延ユニットに対応する前記ラッチユニットが前記分岐基準電圧線に接続される第2の接続点とが、前記第2の方向に、この順番で並ぶように配置され、
前記分岐点と、該AD変換器内の複数の前記第1の接続点と、該AD変換器内の複数の前記第2の接続点と、該AD変換器内で前記エンコーダ部が前記分岐基準電圧線に接続される第3の接続点とが、前記第2の方向に並ぶように配置され、
前記分岐点と前記第3の分岐点との間に、前記複数の第1の接続点と前記複数の第2の接続点とが配置される、
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1の方向は、
前記画素アレイの行方向であり、
前記第2の方向は、
前記画素アレイの列方向であり、
前記AD変換器は、
前記画素アレイの列方向に応じた数のAD変換器を備える、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光電変換装置。
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