JP6942691B2 - 固体撮像装置および撮像装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態に係る固体撮像装置1の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、固体撮像装置1は、画素アレイ部10と、水平走査回路12と、垂直走査回路14と、垂直信号線19と、制御部20と、カラム処理部26aと、電源変動検出部26bと、参照信号生成部27と、出力部28と、ロード電流源30と、電源変動補正部70とを備える。また、固体撮像装置1には、外部からマスタークロック信号の入力を受けるMCLK端子、外部との間でコマンドまたはデータを送受信するためのDATA端子、外部へ映像データを送信するためのD1端子等、およびこれら以外にも電源電圧、グラウンド電圧が供給される端子類が設けられている。
次に、画素3の回路構成について説明する。
次に、本実施の形態に係る固体撮像装置1の要部特徴である電源変動検出部26bおよび電源変動補正部70について説明する。
次に、一般的な固体撮像装置の動作について、本実施の形態に係る固体撮像装置1の図面を一部用いて説明する。
図5には、電源配線51の電圧変動ΔVddを模式的に図示している。このように電源電圧が変動する場合、増幅トランジスタT12のゲート−ドレイン間の寄生容量Cgdなどにより、当該電源電圧の変動に浮遊拡散層FDが連動することとなる。この場合、従来の固体撮像装置は、電源変動検出部26bおよび電源変動補正部70を有していないため、上記電源電圧の変動に起因した画素出力の変動を抑制することができない。これにより、全列共通のノイズ混入を回避できず、電源変動の大きい環境下では、電源変動起因の横線ノイズが発生し、著しく画質劣化することとなる。従来の固体撮像装置における上記不具合について、以下、詳細に説明する。
上述した従来の固体撮像装置に対して、本実施の形態に係る固体撮像装置1は、電源変動検出部26bおよび電源変動補正部70を備える点が、構成として異なる。以下、本実施の形態に係る固体撮像装置1の動作について、詳細に説明する。
本実施の形態に係る固体撮像装置1では、従来の固体撮像装置と比較して、電源変動検出部26bおよび電源変動補正部70を備えていることを特徴としており、画素信号に重畳した電源変動成分を補正により低減することができる。以下に、本実施の形態に係る固体撮像装置1の補正方法について説明する。
図8は、実施の形態の変形例2に係る画素3Aの回路構成の一例を示す図である。画素3Aは、実施の形態に係る画素3と比較して、浮遊拡散層FDの容量値を切り替えることが可能な機能を有する構成が異なる。以下、本変形例に係る画素3Aについて、実施の形態に係る画素3と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
上記の実施の形態およびその変形例に係る固体撮像装置1は、カメラ(撮像装置)に用いられる。
本発明に係る固体撮像装置及び撮像装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態および変形例に対して本発明の趣旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る固体撮像装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
3、3A 画素
5a、5b、5c 端子
10 画素アレイ部
12 水平走査回路
14 垂直走査回路
15 水平走査線群
17 出力信号線
18 水平信号線
19 垂直信号線
20 制御部
25 カラムAD回路
26a カラム処理部
26b 電源変動検出部
27 参照信号生成部
28 出力部
30 ロード電流源
40 ADC入力線
51 電源配線
61 レンズ
63 信号処理回路
64 システムコントローラ
70 電源変動補正部
71 減算回路
72 平均化回路
73 累積加算器
74 除算器
75 減衰回路
252 電圧比較器
254 カウンタ部
256 メモリ
Claims (12)
- 画素信号を生成する画素と、
前記画素信号を検出する第1検出部と、
複数の前記画素が行方向に配列される画素行に対応して電源変動成分を検出する第2検出部と、
前記電源変動成分を用いて前記第1検出部により検出される前記画素信号を前記画素行毎に補正する補正部と、を備え、
前記補正部は、
前記電源変動成分を平均化して電源変動平均信号を算出する平均化回路と、
前記電源変動平均信号を前記画素信号に対応する所定の減衰値で減衰させる減衰回路と、
前記画素信号から前記所定の減衰値で減衰させた前記電源変動平均信号を減算することにより前記画素信号を補正する減算回路と、を備える
固体撮像装置。 - 前記電源変動成分は、電源電圧の変動に起因する成分である
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記第2検出部は、前記電源変動成分を前記画素行に対応して検出する電源変動検出器を備える
請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - さらに、
前記電源変動成分の検出信号を、前記第1検出部で検出した画素信号よりも前に、前記補正部に出力させる制御部を備える
請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1検出部は、前記画素信号を相関二重検出することにより検出し、
前記第2検出部は、前記第1検出部による前記画素信号の検出タイミングと同じタイミングで前記電源変動成分を相関二重検出することにより検出する
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記補正部は、前記画素行毎の前記画素信号が前記第1検出部から出力されるまでの間、対応する前記画素行の前記電源変動平均信号を保持し、
前記減算回路は、前記画素行毎に検出された前記画素信号から、前記所定の減衰値で減衰させた前記電源変動平均信号を減算することにより前記画素信号を補正する
請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、
入射光に応じた光電変換を行う受光部と、
前記受光部で変換されて生成された電荷を蓄積し、当該電荷を保持する電荷蓄積部と、
前記電荷蓄積部で保持された電荷に対応する電圧を増幅し、当該増幅された電圧を前記画素信号として出力する増幅部とを備え、
前記所定の減衰値は、前記電荷蓄積部および前記増幅部により規定される画素ゲインに対応した値である
請求項1〜6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、さらに、
前記電荷蓄積部への付加容量の接続を切り替えるスイッチ素子を備え、
前記固体撮像装置は、前記スイッチ素子の切り替えと前記所定の減衰値の切り替えとを連動させる
請求項7に記載の固体撮像装置。 - 列方向に伝達される前記画素信号をデジタル信号に変換し相関二重検出することにより前記画素信号を検出する第1のAD変換回路を備え、
前記電源変動検出器は、前記電源変動成分をデジタル信号に変換し相関二重検出することにより前記電源変動成分を検出する第2のAD変換回路である
請求項3に記載の固体撮像装置。 - さらに、
前記第1のAD変換回路、および、前記第2のAD変換回路においてデジタル変換するためのランプ信号を生成する参照信号生成部を備え、
前記参照信号生成部は、前記第2検出部で検出された前記電源変動成分が負の信号である場合に、オフセットされた前記ランプ信号を出力する
請求項9に記載の固体撮像装置。 - 前記画素、前記第1検出部、および前記第2検出部は、同一のLSIチップに内蔵され、
前記補正部は、前記LSIチップに外付けされる
請求項1〜10のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の固体撮像装置を備えた
撮像装置。
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