JP7005231B2 - 撮像装置、撮像システム、移動体 - Google Patents
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Description
<撮像装置の全体説明>
図1は実施例1に関わる撮像装置の模式図である。
図2を用いて、列AD変換器140の動作について説明する。本実施例の列AD変換器140は、画素100が入射光に基づいて出力する信号の大きさに基づいて、AD変換に用いるランプ信号をランプ信号rampL、rampHのいずれかを選択する。ここで述べる動作は、低輝度の光が入射した画素100が出力する信号をAD変換する場合とする。つまり、画素100が入射光に基づいて出力する信号を、ランプ信号rampLを用いてAD変換する例である。
本実施例では、ランプ信号rampLを伝送する第1配線151に、容量素子155を付与している。これにより、AD変換精度の向上を実現できる。以下、この効果について説明する。
ここで、図6にランプ生成器150の等価回路の一例を示す。ランプ生成器150は抵抗370、抵抗380、抵抗390、スロープ電流生成器395を有する。スロープ電流生成器395は、複数の電流源420と、複数のスイッチ400と、複数のスイッチ410を有する。1つの電流源420に対して、1つのスイッチ400、1つのスイッチ410が接続されている。換言すれば、各々が1つの電流源420、1つのスイッチ400、1つのスイッチ410を備える複数の組が互いに並列に配されている。
ランプ生成器150が図6に示した構成を備える場合、図1の容量素子155による帯域の制限により、抵抗380の熱雑音や電流源420の電流ノイズを低減することができる。加えて、撮像装置の電源入力端子へ混入するチップ外部の電源ノイズに対する低減効果も得られる。
容量素子155と第1配線151との接続位置は、図1に示した場所に限定されるものでは無いが、好適な例として図1に示した接続位置を示している。他の例として、複数の容量素子を分散して、第1配線151に接続する例が有る。この分散させた接続であっても、本実施例の効果を得ることができるが、図1に示した接続の方が好ましい。横筋状ノイズは全列の列AD変換器140に共通して重畳されるノイズ成分であるため、ランプ生成器150の近傍で抑制することで、横筋状ノイズの低減効果を高めることができるからである。
実施例2の撮像装置について、実施例1と異なる点を中心に説明する。
図8は、本実施例による撮像システム500の構成を示すブロック図である。本実施例の撮像システム500は、上述の各実施例で述べた撮像装置のいずれかの構成を適用した撮像装置200を含む。撮像システム500の具体例としては、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラ等が挙げられる。図8に、上述の各実施例のいずれかの撮像装置を撮像装置200として適用したデジタルスチルカメラの構成例を示す。
本実施例の撮像システム及び移動体について、図9及び図10を用いて説明する。
本発明は、上記実施例に限らず種々の変形が可能である。
110 画素アレイ
120 垂直走査回路
140 列AD変換器(AD変換部)
150 ランプ生成器(ランプ信号供給部)
151 第1配線
152 第2配線
155 容量素子
Claims (19)
- 単位時間あたり第1の変化量で電位が変化する第1ランプ信号と、単位時間あたり前記第1の変化量よりも大きい第2の変化量で電位が変化する第2ランプ信号とを供給するランプ信号供給部と、
前記第1ランプ信号を伝送する第1配線と、
前記第2ランプ信号を伝送する第2配線と、
前記第1配線および前記第2配線に接続され、前記第1ランプ信号と前記第2ランプ信号の一方のランプ信号を出力する選択部と、前記選択部から出力される前記ランプ信号と、アナログ信号との第1比較を行う比較部とを有し、前記第1比較によって前記アナログ信号に対応するデジタル信号を各々が得る複数のAD変換部とを有し、
前記ランプ信号供給部から前記第1配線を介して前記選択部に至る電気的経路に備わる第1容量が、前記ランプ信号供給部から前記第2配線を介して前記選択部に至る電気的経路に備わる第2容量よりも大きいことを特徴とする撮像装置。 - 前記比較部は、前記アナログ信号と閾値との比較である第2比較を行い、
前記第2比較の結果が、前記アナログ信号が前記閾値よりも振幅が小さいことを示す場合には、前記第1比較に用いるランプ信号は前記第1ランプ信号であり
前記第2比較の結果が、前記アナログ信号が前記閾値よりも振幅が大きいことを示す場合には、前記第1比較に用いるランプ信号は前記第2ランプ信号であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記ランプ信号供給部が前記閾値を生成し、
前記第1配線が、前記ランプ信号供給部から前記AD変換部に前記閾値を伝送することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記選択部は、前記第1配線に接続された第1バッファと、前記第2配線に接続された第2バッファとを備え、前記第1バッファと前記第2バッファの一方を前記比較部に接続し、
前記第1容量は、前記ランプ信号供給部から前記第1バッファまでの電気的経路の容量であり、
前記第2容量は、前記ランプ信号供給部から前記第2バッファまでの電気的経路の容量であることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記選択部は、前記第1バッファと前記第2バッファの一方を前記比較部に接続することによって、前記第1ランプ信号と前記第2ランプ信号の一方のランプ信号を前記比較部に出力することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 単位時間あたり第1の変化量で電位が変化する第1ランプ信号と、単位時間あたり前記第1の変化量よりも大きい第2の変化量で電位が変化する第2ランプ信号とを供給するランプ信号供給部と、
前記第1ランプ信号を伝送する第1配線と、
前記第2ランプ信号を伝送する第2配線と、
第1AD変換部と第2AD変換部とを含む複数のAD変換部を有し、
前記第1AD変換部は、前記第1配線に接続され、前記第2配線には接続されない第1比較部を有し、前記第1比較部が前記第1ランプ信号とアナログ信号との比較である第1比較を行うことによって前記アナログ信号に対応するデジタル信号を得るAD変換部であり、
前記第2AD変換部は、前記第2配線に接続され、前記第1配線には接続されない第2比較部を有し、前記第2比較部が前記第2ランプ信号と、前記第1比較に用いられる前記アナログ信号との比較である第2比較を行うことによって前記アナログ信号に対応するデジタル信号を得るAD変換部であり、
前記ランプ信号供給部から前記第1配線を介して前記第1比較部に至る電気的経路に備わる第1容量の方が、前記ランプ信号供給部から前記第2配線を介して前記第2比較部に至る電気的経路に備わる第2容量よりも大きいことを特徴とする撮像装置。 - 前記第1配線の幅が、前記第2配線の幅よりも太いことによって、前記第1容量が前記第2容量よりも大きいことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1容量が前記第2容量よりも大きくなるように前記第1配線に接続された容量素子を有することを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1配線に接続された容量素子を有し、
前記第2配線には容量素子が接続されていないことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記容量素子がMIM構造を備える容量素子であることを特徴とする請求項8または9に記載の撮像装置。
- 前記容量素子がMOS構造を備える容量素子であることを特徴とする請求項8または9に記載の撮像装置。
- 前記容量素子は、前記第1配線において、前記ランプ信号供給部から、前記ランプ信号供給部に至る電気的経路が最も短いAD変換部に至る電気的経路に設けられていることを特徴とする請求項8~11のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記容量素子と前記第1配線との接続と非接続とを切り替えるスイッチをさらに有することを特徴とする請求項8~12のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 光電変換することによって生成した電荷に基づく光信号を出力する画素を備え、
前記アナログ信号が、前記光信号に基づく信号であり、
前記画素が設けられた第1基板と、前記AD変換部が設けられた第2基板とを備え、前記容量素子が、前記第1基板と、前記第2基板の一方に設けられていることを特徴とする請求項8~13のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記画素が設けられた第1基板と、前記AD変換部が設けられた第2基板と、前記容量素子が設けられた第3基板とを有することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。
- 光電変換することによって生成した電荷に基づく光信号を出力する画素を備え、
前記アナログ信号が、前記光信号に基づく信号であることを特徴とする請求項1~13のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記ランプ信号供給部が、前記第1ランプ信号と前記第2ランプ信号を出力するデジタルアナログ変換器を有することを特徴とする請求項1~16のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 請求項1~17のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有することを特徴とする撮像システム。 - 請求項1~17のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、を有する移動体であって、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする移動体。
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