JP7303103B2 - 固体撮像装置、およびそれを用いるカメラシステム - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る固体撮像装置の全体構成を示す図である。
実施の形態2に係る固体撮像装置については、図9、および図10を用いて説明する。
実施の形態3に係る固体撮像装置については、図11および図12を用いて説明する。
実施の形態4に係るカメラシステムについて説明する。図15は、実施の形態4に係る、固体撮像装置を備えたカメラシステムの構成の一例を示す。
11 垂直信号線
40、140、240 AD変換部
41 第1のAD変換回路
42 第2のAD変換回路
110 光電変換膜
400_0~400_N キャパシタ
401 第1のスイッチ
404 第1の比較器
405 第2の比較器
406 第1の制御回路
407 第2の制御回路
408_1~408_N 第2のスイッチ
409 第3のスイッチ
411 バッファ回路
413 ランプ信号線
414 基準信号線
S1 第1の信号線
S2 第2の信号線
Claims (13)
- 光信号を電気信号に変換する光電変換部を各々に持ち、X方向およびY方向に配列される複数の画素セルと、
複数の前記画素セルに接続され、前記電気信号をアナログ信号として伝達するX方向に配列される複数の垂直信号線と、
複数の前記垂直信号線に接続され、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するX方向に配列される複数のAD変換部と、を備え、
前記AD変換部は、
第1の比較器を有する第1のAD変換回路と、
第2の比較器を有する第2のAD変換回路と、を備え、
前記第1のAD変換回路は、前記第1の比較器を用いて、前記アナログ信号の電位が含まれる範囲を二分探索により絞り込むとともに、二分探索の結果に基づいて、前記デジタル信号の上位側部分である第1のデジタル信号を生成する第1のAD変換を行い、
前記第2のAD変換回路は、絞り込まれたアナログ信号とRAMP信号との大小関係を比較する前記第2の比較器の出力が反転するまでの時間を計測することで、前記デジタル信号の残りの下位側部分である第2のデジタル信号を生成する第2のAD変換を行い、
前記第1の比較器は、ラッチ型の比較回路またはチョッパ型の比較回路であり、
前記第2の比較器は、差動増幅型の比較回路である、
固体撮像装置。 - 前記第1の比較器は、前記第2の比較器よりも高速であり、
前記第2の比較器は、前記第1の比較器よりもノイズの混入に強い
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記第1のAD変換回路は、第1の比較器の出力に基づいて、前記アナログ信号の電位が含まれる範囲を二分探索により絞り込むとともに、二分探索の結果に基づいて前記第1のデジタル信号を生成する制御を行う第1の制御回路を備え、
前記第2のAD変換回路は、第2の比較器の出力が反転するまでの時間を計測し、計測した時間に応じて前記第2のデジタル信号を生成する制御を行う第2の制御回路を備える
請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - 前記第1のAD変換回路は、
第1のノードに結合されている複数のキャパシタと、
前記垂直信号線と前記第1のノード間に配置される第1のスイッチと、
第1の電位をもつ第1の信号線と、
第2の電位をもつ第2の信号線と、
複数の前記キャパシタに接続され、前記第1の信号線または前記第2の信号線を選択して前記キャパシタに接続する複数の第2のスイッチと、
前記第1のノードに接続される前記第1の比較器と、
前記第1の比較器に接続される基準信号線と、
前記第1の比較器の出力に接続される第1の制御回路と、を有し、
前記第2のAD変換回路は、
前記第1のノードに接続される前記第2の比較器と、
前記第2の比較器に接続されるランプ信号線と、
前記第2の比較器の出力に接続される第2の制御回路と、を有し、
複数の前記キャパシタは、前記第1のスイッチを介して前記アナログ信号に応じた電位を保持する
請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - 前記第1のノードと前記第2の比較器との間に、バッファ回路を備える
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記第1のAD変換回路は、
第1のノードに結合されている複数のキャパシタと、
前記垂直信号線と前記第1のノード間に配置される第1のスイッチと、
第1の電位をもつ第1の信号線と、
第2の電位をもつ第2の信号線と、
複数の前記キャパシタに接続され、前記第1の信号線または前記第2の信号線を選択して前記キャパシタに接続する複数の第2のスイッチと、
前記第1のノードに接続される前記第1の比較器と、
前記第1の比較器に接続される基準電位をもつ基準信号線と、
前記第1の比較器の出力に接続される第1の制御回路と、を有し、
前記第2のAD変換回路は、
前記第1のノードに第3のスイッチを介して接続される前記第2の比較器と、
前記第2の比較器に接続されるランプ信号線と、
前記第2の比較器の出力に接続される第2の制御回路と、を有し、
前記第1のノードは、前記第1のスイッチを介して前記アナログ信号に応じた電位を保持する
請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - 前記第3のスイッチは、前記第1のAD変換の間に前記第1のノードと前記第2の比較器とを電気的に切り離す
請求項6に記載の固体撮像装置。 - 前記第1のノードと前記第3のスイッチとの間に、バッファ回路を備える
請求項7に記載の固体撮像装置。 - 前記バッファ回路は、ソースフォロア回路である
請求項5または8に記載の固体撮像装置。 - 前記第1のAD変換を行った後に、前記第2のAD変換を行う
請求項1~9のいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の比較器と前記第2の比較器とは、異なる構成をもつ
請求項1~10のいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 前記光電変換部は、光電変換膜を有する
請求項1~11のいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 請求項1~12のいずれか1項に記載の固体撮像装置を備えるカメラシステム。
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