JP5620652B2 - 固体撮像装置および駆動方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成図である。
第1の実施形態ではデジタルCSDのためのダウンカウント処理を1行目の読み出し動作に限って行い、ダウンカウント値Crstを2行目以降の読み出し動作時のアップカウント初期値としてアップカウント処理だけ行うことでデジタルCDSを実施した。これにより、1フレーム読み出し動作時のAD変換期間の短縮化を行った。
図6は、本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置200の概略構成図であり、以下に第1の実施形態、および第2の実施形態に係る固体撮像装置100との違いを説明する。
以下、本発明の実施形態の固体撮像装置およびその駆動方法の有効性について、従来技術の駆動方法との比較により説明する。
11 画素回路
19 垂直信号線
20 カラムAD変換回路
21 比較器
22 カウンタ
23 メモリ
24 ラッチ
25 出力信号線
30 出力回路
40 タイミング制御部
50 参照信号生成部
100、200 固体撮像装置
Claims (6)
- 行列状に配置され、各々が受光量に応じたアナログ信号を出力可能な複数の画素回路と、
時間変動する参照信号を出力する参照信号生成回路と、
前記行列の各列に設けられ、対応列に配置された各画素回路から出力されたアナログ信号を、前記アナログ信号と前記参照信号との比較に基づいてデジタル信号に変換するカラムAD変換回路と
を備え、
前記カラムAD変換回路は、
前記画素回路から出力された前記アナログ信号と前記参照信号とを比較する比較器と、
初期値をプリセットされ、前記比較器が所定の比較結果を示すまで、所定のクロックをダウンカウントおよびアップカウントするカウンタと、
前記カウンタの値を保持するラッチと
を有し、
前記画素回路は、光電変換素子と、前記光電変換素子からの電荷をフローティングディフュージョン部に転送する転送スイッチ素子と、前記フローティングディフュージョン部の電圧に応じた前記アナログ信号を出力する出力素子と、前記フローティングディフュージョン部を所定の電圧に接続するリセットスイッチ素子と
を有し、
前記カラムAD変換回路は、
特定の初期値を前記カウンタにプリセットした後、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョン部への電荷転送を行わずに前記画素回路から出力された前記アナログ信号であるリセット成分と前記参照信号とを前記比較器で比較しながら、前記クロックを前記カウンタで前記ダウンカウントするダウンカウント処理を行い、当該ダウンカウント処理の後の前記カウンタの値を前記ラッチに保持し、
前記ラッチに保持されている値を前記カウンタにプリセットした後、前記画素回路から出力され光電変換により生じた前記アナログ信号である信号成分と前記参照信号とを前記比較器で比較しながら、前記クロックを前記カウンタで前記アップカウントするアップカウント処理を行い、当該アップカウント処理後の前記カウンタの値を前記デジタル信号として出力し、
前記カラムAD変換回路は、
前記ダウンカウント処理を、n行(nは2以上の整数)の前記画素回路から出力された前記リセット成分に対して行い、前記ダウンカウント処理の後の前記カウンタの値の平均値を前記ラッチに保持する
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記カラムAD変換回路は、前記ダウンカウント処理を垂直ブランキング期間において行う
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記画素回路は、前記転送スイッチ素子が遮断され、前記リセットスイッチ素子が導通された状態で、前記アナログ信号を前記リセット成分として出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記カラムAD変換回路は、
前記デジタル信号を出力するための有効画素領域に配置されている1つ以上の前記画素回路から出力された前記リセット成分に対して前記ダウンカウント処理を行った後、
前記有効画素領域に配置されている前記画素回路から出力された前記信号成分に対して前記アップカウント処理だけを行い、前記アップカウント処理後の前記カウンタの値を前記デジタル信号として出力する
ことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記カラムAD変換回路は、前記有効画素領域内のn行(nは1以上の整数)に配置されている前記画素回路から出力された前記リセット成分のそれぞれに対して前記ダウンカウント処理を行い、当該ダウンカウント処理後の前記カウンタの値の平均値を前記ラッチに保持する
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置。 - 行列状に配置され、各々が受光量に応じたアナログ信号を出力可能な複数の画素回路と、時間変動する参照信号を出力する参照信号生成回路と、前記行列の各列に設けられ、各々が比較器と、カウンタと、ラッチとを有し、対応列の各画素回路から出力されたアナログ信号を、前記アナログ信号と前記参照信号との比較に基づいてデジタル信号に変換するカラムAD変換回路とを備え、
前記画素回路は、光電変換素子と、前記光電変換素子からの電荷をフローティングディフュージョン部に転送する転送スイッチ素子と、前記フローティングディフュージョン部の電圧に応じた前記アナログ信号を出力する出力素子と、前記フローティングディフュージョン部を所定の電圧に接続するリセットスイッチ素子とを有する固体撮像装置の駆動方法であって、
特定の初期値を前記カウンタにプリセットするステップと、
前記初期値のプリセット後、前記光電変換素子から前記フローティングディフュージョン部への電荷転送を行わずに前記画素回路から出力された前記アナログ信号であるリセット成分と前記参照信号とを前記比較器で比較しながら、前記比較器が所定の比較結果を示すまで、所定のクロックを前記カウンタでダウンカウントするステップと、
前記ダウンカウントを、n行(nは2以上の整数)の前記画素回路から出力された前記リセット成分に対して行い、前記ダウンカウント後の前記カウンタの値の平均値を前記ラッチに保持するステップと、
前記ラッチに保持されている値を前記カウンタにプリセットするステップと、
前記ラッチに保持されている前記値のプリセット後、前記画素回路から出力され光電変換により生じた前記アナログ信号である信号成分と前記参照信号とを前記比較器で比較しながら、前記クロックを前記カウンタでアップカウントするステップと、
前記アップカウント後の前記カウンタの値を前記デジタル信号として出力するステップと
を含む固体撮像装置の駆動方法。
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