JP5952548B2 - 半導体装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Description
まず、図1(a)を参照しながら、本発明の第1実施形態の半導体装置1aを説明する。半導体装置1aは、各測距点に対応する複数のユニットk(k=1〜n)、およびこれらを制御する制御部100を有する。複数のユニットkのそれぞれは、複数のセンサ部10k、複数のセンサ部10kのそれぞれに対応する複数の記憶部20kを含む。センサ部10kと記憶部20kは、それぞれユニットkに互いに対応するように図示したが、これらは必ずしも近傍に配置される必要はなく、チップレイアウトの都合に合わせて配置を変更してもよい。また、センサ部10kのそれぞれは、後述の各機能に応じて、フォトダイオード等の受光素子を含む焦点検出用の光電変換部、当該光電変換部の出力信号を読み出す読出部12k、および当該光電変換部の電荷を保持する電荷保持部を含んでもよい。
図2〜図5を用いて、本発明の第2実施形態を説明する。図2は、第2実施形態にかかる焦点検出装置2である。焦点検出装置2は、複数のセンサ部10、複数のセンサ部10のそれぞれに対応する複数の記憶部20、センサ部10から出力される信号を設定された増幅率に従って増幅して出力する増幅部30、およびこれらを制御する制御部100を含む。また、複数のセンサ部10のそれぞれは、電荷の蓄積を行って蓄積された電荷量に応じた信号を出力する光電変換部11、光電変換部11の出力信号を読み出す読出部12、および光電変換部11に蓄積された電荷を保持する電荷保持部13を含む。また、制御部100は、読出部12からの出力信号と比較するための基準電位Vrefを出力する基準設定部110、基準電位Vrefと読出部12からの出力信号を比較する比較部120を含む。さらに、制御部100は、初期設定部130、増幅率設定部140、および通常モードと検査モードのいずれかを動作モードとして選択するモード設定端子mode_selを含み、これにより、初期設定部130と増幅率設定部140の動作を切り替えうる。例えば本実施形態のように、mode_sel=Lowとすることで通常モード、mode_sel=Hiとすることで検査モード、とすることができる。そして、制御部100は、これらの装置のそれぞれと情報を通信して各動作の指示をするコントローラ150を含む。また、センサ部10と記憶部20は、ユニットk(k=1、2、…、2m−1、2m)ごとに互いに対応するように図示した。しかし、第1実施形態と同様に、これらは必ずしも近傍に配置される必要はなく、チップレイアウトの都合に合わせて配置を変更してもよい。ここで、ユニットの最後のものをユニットnとして、n=2m(偶数)であるとする。
S120では、例えば図4(a)に示すフローチャート(S120〜S126)に従ったリセット処理がなされる。まず、コントローラ150からの指示により、光電変換部11kにおいて蓄積されていた電荷がリセットされ(S121)、この後、電荷の蓄積が開始される。また、通常モードのリセット処理では、複数の記憶部20kのそれぞれに格納される制御情報が初期化(例えば「3」(S123))され、全てのユニットの記憶部20kのそれぞれに格納される(S122、S124、S125、S126)。この初期値の制御情報「3」は、例えば本実施形態のように、コントローラ150からの指示により、カウンタ111(図11(a))の出力c_outから格納されてもよい。S130では、タイマー152によって経時的計測が開始(timerが時間とともに加算)されるが、プログラムの実行によりカウントされ、計測されるとしてもよい。
図6は、本発明を適用した第3実施形態にかかる焦点検出装置3である。本実施形態は、複数の記憶部20kのそれぞれが、第1制御情報を格納する第1記憶領域21k、および第2制御情報を格納する第2記憶領域22kを含む点で、第2実施形態と異なる。第1記憶領域21kには、基準電位Vrefを設定するための制御情報が格納されうる。第2記憶領域22kには、光電変換部11kにおける電荷の蓄積時間を設定するための制御情報が格納されうる。また、これに伴って、制御部100の内部構成が変更されうる。即ち、比較器120bおよびセレクタ160bが追加され得、初期設定部130の代わりに初期設定部130bが採用されうる。その他、機能ブロック同士の結線が変更されうる。即ち、比較部120には、基準電位Vref、および読出部12kから読み出した信号s_outがそれぞれ入力され、これらを比較した結果はセレクタ160bに出力される。比較部120は、本実施形態においては、s_out≧VrefのときにHiを出力する設定としている。比較部120bには、timerの値、および第2記憶領域22kから読み出された制御情報rout2が入力され、これらを比較した結果はセレクタ160bに出力される。比較部120bは、本実施形態においては、timer≧rout2のときにHiを出力する設定としている。セレクタ160bには、比較部120の出力と比較部120bの出力がそれぞれ入力され、モード設定端子mode_selにより、これらのいずれか一方が選択的に出力される。
以上の第2実施形態および第3実施形態においては、制御部100に設けられたモード設定端子mode_selを切り替えることによって通常モードと検査モードを選択した。しかし、以下に述べる第4実施形態のように、モード設定端子mode_selを切り替えずに、プログラムメモリ151に予め通常モードと検査モードの実行プログラムをそれぞれ格納して、いずれか一方を選択して読み出し、実行することも可能である。いずれの実行プログラムを選択するかは、例えば、外部インターフェースからの指示などによりなされうる。この場合は、モード設定端子mode_selの状態は固定してもよいし、モード設定端子mode_selを設けなくてもよい。
Claims (9)
- 複数のセンサ部と、前記複数のセンサ部のそれぞれに対応する複数の記憶部と、制御部とを有する半導体装置であって、
前記制御部は、
通常モードにおいては、前記複数のセンサ部の出力に基づいて複数の第1制御情報を設定して前記複数の記憶部にそれぞれ格納し、前記複数のセンサ部のそれぞれに、対応する前記第1制御情報にしたがった基準まで電荷を蓄積させ、
検査モードにおいては、予め定められた検査用の複数の第2制御情報を前記複数の記憶部にそれぞれ格納し、前記複数のセンサ部のそれぞれに、対応する前記第2制御情報にしたがった基準まで電荷を蓄積させ、前記複数のセンサ部にそれぞれ蓄積された電荷量に基づいて、前記複数のセンサ部を検査し、
前記複数のセンサ部は、第1のセンサ部及び第2のセンサ部を有し、
前記複数の記憶部は、前記第1のセンサ部に対応する第1の記憶部と、前記第2のセンサ部に対応する第2の記憶部とを有し、
前記検査モードにおいて、前記第1の記憶部と前記第2の記憶部とに対して互いに異なる第2制御情報が格納される
ことを特徴とする半導体装置。 - 増幅部を更に含み、
前記制御部は、前記通常モードにおいては前記複数の記憶部のそれぞれに格納された前記第1制御情報に基づいて増幅率を設定し、前記検査モードにおいては前記複数の記憶部のそれぞれについて予め定められた前記第2制御情報に基づいて増幅率を設定し、
前記増幅部は、前記センサ部から出力される信号を前記設定された増幅率に従って増幅して出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記複数の記憶部のそれぞれは、前記第1制御情報を格納する第1記憶領域および前記第2制御情報を格納する第2記憶領域を含み、
前記通常モードおよび前記検査モードのそれぞれにおいて前記第1記憶領域および前記第2記憶領域を選択的に使用する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 - 前記制御部は、プログラムに従って動作する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1の記憶部は、前記複数のセンサ部のうち奇数番目のセンサ部に対応し、前記第2の記憶部は、前記複数のセンサ部のうち偶数番目のセンサ部に対応する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第2制御情報として前記複数の記憶部に格納される制御情報は、前記複数のセンサ部に蓄積する電荷量を決めるための基準電位を設定するための制御情報、または、前記複数のセンサ部における電荷蓄積時間を設定するための制御情報を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記制御部は、前記第1のセンサ部及び前記第2のセンサ部に、前記互いに異なる第2制御情報に従った、互いに異なる基準まで電荷を蓄積するように制御を行う、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置の出力に基づいて焦点検出処理を実行する演算部と、
を備えることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項8に記載の焦点検出装置と、
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、
を備えることを特徴とするカメラ。
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