JP7063884B2 - 差動デジタル二重サンプリング方法およびこの方法を実行するためのcmosイメージ・センサ - Google Patents
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Description
本出願は、2016年9月8日出願の米国特許仮出願第62/385,027号、および2017年8月29日出願の米国特許出願第15/690,034号の優先権を主張し、これらそれぞれの内容全体を参考として本明細書に援用する。
Claims (7)
- 隣接ピクセルの並列読出しを用いてデジタル二重サンプリングを実行して、ピクセル・サンプリング中に必要となる出力帯域幅を最小限に抑えるためのCMOSイメージ検知装置であって、
列構成において、複数のピクセルを有するピクセル配列であって、各ピクセルが、4つのフォトダイオード、フローティング・ディフュージョン・ポイント、および前記フォトダイオードに電気的に結合された複数のトランジスタを有するピクセル配列と、
複数のスイッチによって前記ピクセル配列に選択的に結合された複数の蓄積キャパシタを有する列読出し回路であって、前記複数の蓄積キャパシタが、前記フローティング・ディフュージョン・ポイントによって蓄積されたサンプリング済みのピクセル値を蓄積するように構成されている列読出し回路と、
前記ピクセル配列内の少なくとも1対の隣接ピクセルにおいて前記複数のトランジスタを選択的に起動するように構成されたピクセル・サンプリング装置であって、その結果、前記隣接ピクセルのそれぞれが、前記ピクセルのサンプリング済みの暗値、前記ピクセル内の前記フォトダイオードのうち第1のフォトダイオードのサンプリング済みの明値、ならびに、前記ピクセル内の前記フォトダイオードのうち前記第1のフォトダイオードおよび第2のフォトダイオードのサンプリング済みの2倍の明値を、前記列読出し回路に出力するピクセル・サンプリング装置と、
前記第1のフォトダイオードの前記サンプリング済みの明値から、前記サンプリング済みの暗値を減算することによって、前記隣接ピクセルのそれぞれの前記第1のフォトダイオードのそれぞれの出力済みの明値をそれぞれ計算するように構成され、かつ前記それぞれのピクセルの前記第1および第2のフォトダイオードの前記サンプリング済みの2倍の明値から、前記ピクセルの前記サンプリング済みの暗値および前記それぞれの第1のフォトダイオードの前記サンプリング済みの明値を減算することによって、前記隣接ピクセルの前記第2のフォトダイオードのそれぞれの出力済みの明値を計算するように構成されたピクセル出力計算装置と
を備え、
前記ピクセル・サンプリング装置がさらに、前記ピクセルの隣接ペアでの前記複数のトランジスタを起動し、その結果、前記複数のピクセルの2つの隣接ピクセルでの2つのフォトダイオードが、各クロック・サイクル中にサンプリングされるように構成される、CMOSイメージ検知装置。 - 前記列読出し回路内の前記複数のスイッチに制御信号を送出し、その結果、少なくとも1対の前記複数の蓄積キャパシタが、前記サンプリング済みの明値および前記サンプリング済みの2倍の明値を交互に蓄積し、出力するように構成された列読出し回路制御装置をさらに備える、請求項1に記載のCMOSイメージ検知装置。
- 隣接ピクセルの並列読出しを用いてデジタル二重サンプリングを実行して、ピクセル・サンプリング中に必要となる出力帯域幅を最小限に抑えるためのCMOSイメージ検知装置であって、
複数のピクセルを有するピクセル配列であって、各ピクセルが、複数のフォトダイオード、フローティング・ディフュージョン・ポイント、および前記複数のフォトダイオードに電気的に結合された複数のトランジスタを有するピクセル配列と、
複数のスイッチによって前記ピクセル配列に選択的に結合された複数の蓄積キャパシタを有する列読出し回路であって、前記複数の蓄積キャパシタが、前記フローティング・ディフュージョン・ポイントによって蓄積されたサンプリング済みのピクセル値を蓄積するように構成されている列読出し回路と、
前記ピクセル配列内の少なくとも1対の隣接ピクセルにおいて前記複数のトランジスタを選択的に起動するように構成されたピクセル・サンプリング装置であって、その結果、前記隣接ピクセルのそれぞれが、前記ピクセルのサンプリング済みの暗値、前記ピクセル内の前記複数のフォトダイオードのうち第1のフォトダイオードのサンプリング済みの明値、ならびに、前記ピクセル内の前記複数のフォトダイオードのうち前記第1のフォトダイオードおよび第2のフォトダイオードのサンプリング済みの2倍の明値を、前記列読出し回路に出力するピクセル・サンプリング装置と、
前記第1のフォトダイオードの前記サンプリング済みの明値から、前記サンプリング済みの暗値を減算することによって、前記隣接ピクセルのそれぞれの前記第1のフォトダイオードのそれぞれの出力済みの明値をそれぞれ計算するように構成され、かつ前記それぞれのピクセルの前記第1および第2のフォトダイオードの前記サンプリング済みの2倍の明値から、前記ピクセルの前記サンプリング済みの暗値および前記それぞれの第1のフォトダイオードの前記サンプリング済みの明値を減算することによって、前記隣接ピクセルの前記第2のフォトダイオードのそれぞれの出力済みの明値を計算するように構成されたピクセル出力計算装置と、
前記列読出し回路内の前記複数のスイッチに制御信号を送出し、その結果、少なくとも1対の前記複数の蓄積キャパシタが、前記サンプリング済みの明値および前記サンプリング済みの2倍の明値を交互に蓄積し、出力するように構成された列読出し回路制御装置と、
を備え、
前記列読出し回路が、基準電圧をサンプリングするように構成された少なくとも別のペアのキャパシタを備える、CMOSイメージ検知装置。 - 前記列読出し回路制御装置がさらに、前記列読出し回路の前記複数のスイッチを制御して、前記サンプリング済みの基準電圧と、前記サンプリング済みの明値および前記サンプリング済みの2倍の明値のそれぞれとの間の電圧差を出力するように構成される、請求項3に記載のCMOSイメージ検知装置。
- 前記ピクセル配列が、列構成において複数のピクセルを含み、各ピクセルが4つのフォトダイオードを含む、請求項3に記載のCMOSイメージ検知装置。
- 前記ピクセル・サンプリング装置がさらに、前記ピクセルの隣接ペアでの前記複数のトランジスタを起動し、その結果、前記複数のピクセルの2つの隣接ピクセルでの2つのフォトダイオードが、各クロック・サイクル中にサンプリングされるように構成される、請求項5に記載のCMOSイメージ検知装置。
- 前記列読出し回路に結合され、対応するイメージを生成するように構成されたそれぞれのデジタル信号を生成して、電子表示装置上に表示されるように構成された、複数のアナログ・デジタル変換器をさらに備える、請求項1に記載のCMOSイメージ検知装置。
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