JP6245882B2 - 光電変換装置および撮像システム - Google Patents
光電変換装置および撮像システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6245882B2 JP6245882B2 JP2013160333A JP2013160333A JP6245882B2 JP 6245882 B2 JP6245882 B2 JP 6245882B2 JP 2013160333 A JP2013160333 A JP 2013160333A JP 2013160333 A JP2013160333 A JP 2013160333A JP 6245882 B2 JP6245882 B2 JP 6245882B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- signal
- output
- photoelectric conversion
- pixel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 76
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 40
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 19
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
- H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
- H04N25/677—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction for reducing the column or line fixed pattern noise
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
実施例1に係る光電変換装置01は、複数の画素02が行列状に配された画素アレイ03と、列信号処理部04と、データ出力部05と、負荷電流源06と、を含む。光電変換装置01は、さらに、画素02の動作を行単位で制御する垂直走査部07と、水平走査部08と、参照信号生成部09と、カウント部10と、制御部11と、を含む。各列の画素02は、画素出力線12を介して列信号処理部04および負荷電流源06と接続される。列信号処理部04の各々は、サンプルホールド部13と、バッファ部14と、AD変換部15と、を含む。
図4は、本実施例に係る光電変換装置01’の構成を示すブロック図である。図1との相違点は、画素02と列信号処理部04との間に列アンプ22が設けられた点である。
先述の各実施例において、サンプルホールド部13が、容量素子16とスイッチ17との組を1つ備える構成を説明した。しかし、サンプルホールド部13は、他の構成を取ってもよい。
図9は、本実施例に係る光電変換装置01’’の構成を示すブロック図である。図4との相違点は、参照信号バッファ部23を追加した点である。以下では、図4との相違点を中心に説明を行う。
図10は、本実施例に係る光電変換装置01’’’の構成を示すブロック図である。
図12は、本実施例に係る撮像システムの構成を示す図である。撮像システム800は、例えば、光学部810、撮像素子100、映像信号処理回路部830、記録・通信部840、タイミング制御回路部850、システム制御部860、及び再生・表示部870を含む。撮像装置820は、撮像素子100及び映像信号処理回路部830を有する。撮像素子100は、先の各実施例で説明した光電変換装置が用いられる。
上述の各実施例は、本発明を実施する上で例示的なものであって、これらに限定されるものではない。
03 画素アレイ
04 列信号処理部
13 サンプルホールド部
14 バッファ部
15 AD変換部
Claims (16)
- 複数の画素が複数行および複数列に渡って配された画素アレイと、
前記画素アレイの各列に対応して設けられた列信号処理部と、を有し、
前記列信号処理部は、
容量素子を備え、前記画素から出力された信号を、前記容量素子を用いて保持するサンプルホールド部と、
前記サンプルホールド部に保持された信号を出力する出力部と、
前記出力部が出力する信号のデジタル信号へのAD変換を行うAD変換部と、
前記複数の列信号処理部のうちの一部である、第1の列信号処理部と第2の列信号処理部の各々に含まれる前記容量素子の接続を行う接続部とを有し、
前記画素から出力された信号が前記容量素子に出力されている期間は前記接続部による前記接続が行われず、
前記AD変換部による前記AD変換の開始に先立って、前記接続部による前記接続が行われ、その後、前記AD変換部による前記AD変換の開始から終了までの期間に渡って、前記接続部による前記接続が維持されることを特徴とする光電変換装置。 - 前記容量素子の一方のノードに固定電圧が与えられ、前記容量素子の他方のノードに前記画素から出力された信号が与えられ、
前記接続部による前記接続が、前記第1の列信号処理部と前記第2の列信号処理部の各々の前記容量素子の前記他方のノード同士の接続であることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記サンプルホールド部が、前記容量素子を複数備えることを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置。
- 前記AD変換部は、時間的に電位が変化する参照信号と、前記出力部が出力する信号との比較を行う比較部を有し、
前記AD変換部による前記AD変換の開始から終了までの期間が、前記参照信号の電位の時間的な変化の開始から終了までの期間であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光電変換装置。 - 前記比較部には電源電圧が供給され、
前記容量素子に与えられる固定電圧と、前記比較部に与えられる電源電圧とは、互いに異なる配線を介して供給されること
を特徴とする請求項4に記載の光電変換装置。 - 前記容量素子は、前記比較部と同一の半導体基板上の互いに異なるウェル領域に形成されることを特徴とする請求項4に記載の光電変換装置。
- 前記容量素子は前記画素から出力された信号が所定の期間に渡って入力された後、前記前記画素から出力された信号を保持し、
前記所定の期間の長さよりも、前記接続部による前記接続が維持された期間の方が長いことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光電変換装置。 - 前記容量素子は、前記画素アレイと同一の半導体基板上の互いに異なるウェル領域に形成されること
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光電変換装置。 - 前記画素から出力された信号を増幅して、前記サンプルホールド部に供給する増幅器を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の光電変換装置。
- 前記容量素子は、前記増幅器と同一の半導体基板上の互いに異なるウェル領域に形成されること
を特徴とする請求項9に記載の光電変換装置。 - 前記出力部が、1を超える増幅率を設定できる増幅器であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の光電変換装置。
- 前記出力部が、差動増幅器と、入力容量と、帰還容量とを含み、
前記差動増幅器の反転入力端子は、前記入力容量を介して前記サンプルホールド部と接続されるとともに、前記帰還容量を介して前記差動増幅器の出力端子と接続されること
を特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の光電変換装置。 - 前記複数行のうちの第1行に位置する複数列の画素が信号を出力した後、前記複数行のうちの第2行に位置する複数列の画素が信号を出力し、
前記第1行の複数列の画素から信号が出力された前記第1の列信号処理部と前記第2の列信号処理部に対して、前記接続部による前記接続が行われる期間に、
前記第2行に位置する複数列の画素が信号を出力することを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の光電変換装置。 - 前記サンプルホールド部が複数の容量素子を備え、
前記出力部によって出力された、前記複数の容量素子のうちの一個に保持された信号を、前記AD変換部がデジタル信号に変換する動作と、
前記画素から出力された信号を、前記複数の容量素子のうちの別の容量素子に保持させる動作と、を並行して実行すること
を特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の光電変換装置。 - 請求項1〜14のいずれかに記載の光電変換装置と、
前記複数の画素に像を形成する光学系と、
前記光電変換装置から出力された信号を処理して画像データを生成する映像信号処理部と、を備えたこと
を特徴とする撮像システム。 - 前記撮像システムは複数の駆動モードで動作し、
前記出力部は、前記駆動モードに応じて、複数の増幅率を切り替えて設定できる増幅器であること
を特徴とする請求項15に記載の撮像システム。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013160333A JP6245882B2 (ja) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | 光電変換装置および撮像システム |
GB1413416.7A GB2518737B (en) | 2013-08-01 | 2014-07-29 | Photoelectric conversion apparatus and image pickup system |
US14/446,932 US9344652B2 (en) | 2013-08-01 | 2014-07-30 | Photoelectric conversion apparatus and image pickup system including an ad conversion unit to convert a signal into a digital signal |
DE102014215055.8A DE102014215055A1 (de) | 2013-08-01 | 2014-07-31 | Photoelektrische Wandlungsvorrichtung und Bildaufnahmesystem |
CN201410376718.0A CN104349084B (zh) | 2013-08-01 | 2014-08-01 | 光电转换装置和图像拾取系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013160333A JP6245882B2 (ja) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | 光電変換装置および撮像システム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015032943A JP2015032943A (ja) | 2015-02-16 |
JP2015032943A5 JP2015032943A5 (ja) | 2016-08-18 |
JP6245882B2 true JP6245882B2 (ja) | 2017-12-13 |
Family
ID=52342154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013160333A Active JP6245882B2 (ja) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | 光電変換装置および撮像システム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9344652B2 (ja) |
JP (1) | JP6245882B2 (ja) |
CN (1) | CN104349084B (ja) |
DE (1) | DE102014215055A1 (ja) |
GB (1) | GB2518737B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017056248A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | オリンパス株式会社 | 固体撮像装置の駆動方法および固体撮像装置 |
JP6723736B2 (ja) * | 2015-12-10 | 2020-07-15 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システム、撮像装置の駆動方法 |
CN108713315B (zh) | 2016-03-16 | 2020-02-21 | 株式会社理光 | 光电转换器件、图像读取装置和图像形成设备 |
CN110462425B (zh) * | 2017-09-29 | 2020-12-18 | 索尼半导体解决方案公司 | 时间测量器件和时间测量单元 |
JP7116599B2 (ja) * | 2018-06-11 | 2022-08-10 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、半導体装置及びカメラ |
JP7451139B2 (ja) | 2019-10-30 | 2024-03-18 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及び撮像システム |
US20220132063A1 (en) * | 2020-10-26 | 2022-04-28 | Alphacore, Inc. | Column-parallel adc architectures for high-speed cmos image sensors |
JP2022138501A (ja) * | 2021-03-10 | 2022-09-26 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及び光電変換装置の制御方法 |
US20230179893A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6636084B2 (en) * | 1999-12-22 | 2003-10-21 | Texas Instruments Incorporated | Sample and hold circuit |
US6819163B1 (en) * | 2003-03-27 | 2004-11-16 | Ami Semiconductor, Inc. | Switched capacitor voltage reference circuits using transconductance circuit to generate reference voltage |
JP2005277709A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Renesas Technology Corp | 固体撮像装置 |
US7633539B2 (en) * | 2004-06-07 | 2009-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup device with analog-to-digital converter |
JP4157083B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2008-09-24 | マイクロン テクノロジー,インコーポレイテッド | オンチップ半列並列パイプラインアナログ‐デジタル変換器を具えるイメージセンサ |
JP4720275B2 (ja) * | 2005-04-27 | 2011-07-13 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
JP4442578B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2010-03-31 | ソニー株式会社 | Ad変換装置、物理量分布検出装置および撮像装置 |
JP4929075B2 (ja) * | 2007-06-28 | 2012-05-09 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法、撮像装置 |
JP5188221B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2013-04-24 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
JP5466874B2 (ja) | 2009-05-13 | 2014-04-09 | オリンパス株式会社 | 固体撮像装置 |
JP5271933B2 (ja) * | 2010-02-24 | 2013-08-21 | 日本放送協会 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
JP5531797B2 (ja) * | 2010-06-15 | 2014-06-25 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびカメラシステム |
JP5019655B2 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-09-05 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及び撮像装置 |
US8610046B2 (en) * | 2011-06-16 | 2013-12-17 | Forza Silicon Corporation | Image readout circuit with capacitor that is shared between sample and hold and buffer |
JP2013062611A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Sony Corp | 固体撮像素子およびカメラシステム |
JP5966357B2 (ja) | 2011-12-28 | 2016-08-10 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
US20140049291A1 (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-20 | Luxen Technologies, Inc. | Noise-resistant sampling circuit and image sensor |
-
2013
- 2013-08-01 JP JP2013160333A patent/JP6245882B2/ja active Active
-
2014
- 2014-07-29 GB GB1413416.7A patent/GB2518737B/en active Active
- 2014-07-30 US US14/446,932 patent/US9344652B2/en active Active
- 2014-07-31 DE DE102014215055.8A patent/DE102014215055A1/de active Pending
- 2014-08-01 CN CN201410376718.0A patent/CN104349084B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150036032A1 (en) | 2015-02-05 |
GB2518737A (en) | 2015-04-01 |
GB201413416D0 (en) | 2014-09-10 |
CN104349084B (zh) | 2017-11-28 |
DE102014215055A1 (de) | 2015-02-05 |
CN104349084A (zh) | 2015-02-11 |
GB2518737B (en) | 2018-04-18 |
JP2015032943A (ja) | 2015-02-16 |
US9344652B2 (en) | 2016-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6245882B2 (ja) | 光電変換装置および撮像システム | |
JP5067011B2 (ja) | 固体撮像装置、撮像装置、電子機器 | |
KR101182971B1 (ko) | Ad 변환 장치, 반도체 장치, cmos 이미지 센서 및촬상 장치 | |
JP5311954B2 (ja) | 固体撮像装置の駆動方法 | |
JP6319946B2 (ja) | 固体撮像装置及び撮像システム | |
JP6351252B2 (ja) | 光電変換装置の駆動方法 | |
US20140002684A1 (en) | Solid-state image sensing device and image sensing system | |
JP6317568B2 (ja) | 比較回路およびそれを用いた撮像素子並びに比較回路の制御方法 | |
JP6708381B2 (ja) | 光電変換装置、および、光電変換システム | |
JP2011004390A (ja) | 撮像装置、撮像システム、及び撮像装置の駆動方法 | |
JP2009141631A (ja) | 光電変換装置及び撮像装置 | |
JP6385193B2 (ja) | 固体撮像装置及び撮像システム | |
JP6021360B2 (ja) | 撮像装置、撮像システム、および撮像装置の駆動方法。 | |
JP4693863B2 (ja) | 固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法 | |
US9497398B2 (en) | Solid-state imaging device and camera for reducing random row noise | |
JP2015095874A (ja) | 固体撮像装置、撮像システム及び固体撮像装置の駆動方法 | |
JP6727771B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP6532224B2 (ja) | 撮像装置、撮像システム、及び撮像装置の駆動方法 | |
JP4708849B2 (ja) | 固体撮像装置の駆動方法 | |
JP6422319B2 (ja) | 撮像装置、及びそれを用いた撮像システム | |
JP2017073746A (ja) | 撮像装置、撮像システム、撮像装置の駆動方法 | |
JP2017103561A (ja) | 固体撮像素子および撮像システム | |
JP2012195964A (ja) | 光電変換装置及び撮像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160701 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160701 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170328 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170524 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171017 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171114 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6245882 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |