WO2025062889A1 - 撮像装置 - Google Patents
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Classifications
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- 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
Definitions
- This disclosure relates to an imaging device.
- CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
- PSRR Power Supply Rejection Ratio
- This disclosure provides an imaging device that can suppress high-frequency noise in the comparator.
- An imaging device includes a first power supply line that transmits a first power supply voltage, a second power supply line that transmits a second power supply voltage different from the first power supply voltage, a first input section that inputs a reference signal to be compared with a pixel signal from a pixel that photoelectrically converts light into a pixel signal, a second input section that inputs the pixel signal, first and second paths that are in a voltage state according to the magnitude relationship between the voltage of the first input section and the voltage of the second input section, and an output section connected to the second path, and outputs a voltage from the output section based on the voltage of the first input section and the voltage of the second input section.
- the device includes a comparator circuit that logically inverts an output signal, at least one of a first capacitive element provided between a first power supply line and a first input section or a first path, or between a second power supply line and a first input section or a first path, and a second capacitive element provided between the first power supply line and a second input section or a second path, or between the second power supply line and a second input section or a second path, and at least one of a first adjustment section that can adjust the capacitance of the first capacitive element and a second adjustment section that can adjust the capacitance of the second capacitive element.
- the capacitance of the first capacitive element and the capacitance of the second capacitive element may be approximately equal.
- the imaging device may further include a third capacitance element provided between the first power line and the output section.
- the first capacitance element is composed of a plurality of first partial capacitance elements, the first electrodes of the plurality of first partial capacitance elements are commonly connected to either the first input section or the first path, and the second electrodes of the plurality of first partial capacitance elements may be selectively connected to the first or second power supply line, respectively, via the first adjustment section.
- the second capacitance element is composed of a plurality of second partial capacitance elements, the third electrodes of the plurality of second partial capacitance elements are commonly connected to either the second input section or the second path, and the fourth electrodes of the plurality of second partial capacitance elements may be selectively connected to the first or second power supply line, respectively, via the second adjustment section.
- the first adjustment unit may include a first switch connected between the first capacitance element and the first and second power supply lines, and selectively connecting the first capacitance element to either the first or second power supply line.
- the second adjustment unit may include a second switch connected between the second capacitance element and the first and second power supply lines, and selectively connecting the second capacitance element to either the first or second power supply line.
- the first adjustment unit may include a plurality of first switches connected between the second electrodes of the plurality of first partial capacitance elements and the first and second power supply lines, and selectively connecting each of the second electrodes of the plurality of first partial capacitance elements to either the first or second power supply line.
- the second adjustment unit may include a plurality of second switches connected between the fourth electrodes of the plurality of second partial capacitance elements and the first and second power supply lines, and selectively connecting each of the fourth electrodes of the plurality of second partial capacitance elements to either the first or second power supply line.
- the imaging device may further include a register that stores a control signal that controls the first switch.
- the imaging device may further include a register that stores a control signal that controls the second switch.
- the first switch may be a logic circuit such as a CMOS (Complementary MOS) inverter, a NAND gate, or a NOR gate.
- CMOS Complementary MOS
- the second switch may be a logic circuit such as a CMOS inverter, a NAND gate, or a NOR gate.
- the first adjustment unit may include a third switch connected between the first capacitance element and the first path and between the first capacitance element and the first power supply line, and selectively connects the first capacitance element to either the first path or the first power supply line
- the second adjustment unit may include a fourth switch connected between the second capacitance element and the output unit, and between the second capacitance element and the first power supply line, and selectively connects the second capacitance element to either the output unit or the first power supply line.
- the first adjustment unit may include a third switch connected between the first capacitance element and the first path and between the first capacitance element and the second power supply line, and selectively connects the first capacitance element to either the first path or the second power supply line
- the second adjustment unit may include a fourth switch connected between the second capacitance element and the output unit, and between the second capacitance element and the second power supply line, and selectively connects the second capacitance element to either the output unit or the second power supply line.
- the first adjustment unit may include a plurality of third switches connected between the plurality of first partial capacitance elements and the first path, and between the plurality of first partial capacitance elements and the first power supply line, and selectively connecting each of the plurality of first partial capacitance elements to either the first path or the first power supply line.
- the second adjustment section may include a plurality of second switches connected between the plurality of second partial capacitance elements and the output section, and between the plurality of second partial capacitance elements and the first power supply line, and selectively connecting each of the plurality of second partial capacitance elements to either the output section or the first power supply line.
- the first adjustment unit may include a plurality of third switches connected between the plurality of first partial capacitance elements and the first path, and between the plurality of first partial capacitance elements and the second power supply line, and selectively connecting each of the plurality of first partial capacitance elements to either the first path or the second power supply line.
- the second adjustment section may include a plurality of second switches connected between the plurality of second partial capacitance elements and the output section, and between the plurality of second partial capacitance elements and the second power supply line, and selectively connecting each of the plurality of second partial capacitance elements to either the output section or the second power supply line.
- the imaging device includes a first power supply line that transmits a first power supply voltage, a second power supply line that transmits a second power supply voltage different from the first power supply voltage, a first input unit that inputs a reference signal to be compared with a pixel signal from a pixel that photoelectrically converts light into a pixel signal, a second input unit that inputs a pixel signal, a first path that is in a voltage state according to the magnitude relationship between the voltage of the first input unit and the voltage of the second input unit, and an output unit connected to the first path, a comparison circuit that logically inverts an output signal from the output unit based on the voltage of the first input unit and the voltage of the second input unit, at least one of a first capacitance element provided between the first power supply line and the first input unit, or between the second power supply line and the first input unit, and a second capacitance element provided between the first power supply line and the second input unit, or between the second power supply line and the second input
- An imaging device includes a first power supply line that transmits a first power supply voltage, a second power supply line that transmits a second power supply voltage different from the first power supply voltage, an input section that inputs a signal corresponding to a differential voltage between a reference signal and a pixel signal that is compared with a pixel signal from a pixel that photoelectrically converts light into a pixel signal, a first path that is in a voltage state corresponding to the voltage of the input section, and an output section connected to the first path, a comparison circuit that logically inverts an output signal from the output section based on the voltage of the input section, a first capacitance element provided between the first power supply line and the input section or between the second power supply line and the input section, and a first adjustment section that is capable of adjusting the capacitance of the first capacitance element.
- FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment.
- 1 is a conceptual diagram showing an example of an imaging device in which a semiconductor chip in a pixel region and a semiconductor chip in a peripheral circuit region are stacked.
- FIG. 2 is a diagram showing a more detailed example of the configuration of an imaging apparatus.
- FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a comparator according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element.
- FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a second embodiment.
- FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a third embodiment.
- FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a fourth embodiment.
- FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a fifth embodiment.
- FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a sixth embodiment.
- FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of a comparator according to a seventh embodiment.
- FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of a comparator according to an eighth embodiment.
- FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element.
- FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a ninth embodiment.
- FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a tenth embodiment.
- FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to an eleventh embodiment.
- FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a twelfth embodiment.
- FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit of a capacitive element according to a thirteenth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a comparator according to a fourteenth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a comparator according to a fourteenth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a fifteenth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a sixteenth embodiment.
- FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system.
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the installation positions of an outside-vehicle information detection unit and an imaging unit.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a seventeenth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to an eighteenth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a nineteenth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twentieth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twenty-first embodiment.
- FIG. 22 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twenty-second embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twenty-third embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twenty-fourth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a nineteenth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twentieth embodiment.
- FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example
- FIG. 25 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twenty-fifth embodiment.
- FIG. 26 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twenty-sixth embodiment.
- FIG. 27 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twenty-seventh embodiment.
- FIG. 28 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a twenty-eighth embodiment.
- FIG. 29 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a 29th embodiment.
- FIG. 30 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a 30th embodiment.
- FIG. 31 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to a thirty-first embodiment.
- First Embodiment 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of an image capturing apparatus according to a first embodiment.
- the image capturing apparatus 1 can be used, for example, in a CIS such as an in-vehicle distance measuring device.
- the imaging device 1 has a pixel region 21 provided on a semiconductor substrate (not shown), and a peripheral circuit section provided on the same semiconductor substrate.
- the peripheral circuit section is composed of, for example, a vertical drive section 22, a column processing section 23, a horizontal drive section 24, a system control section 25, a signal processing section 26, and a data storage section 27.
- the pixel region 21 has a number of pixels 10 arranged two-dimensionally in a matrix in the row and column directions.
- the pixels 10 generate charges according to the amount of light they receive, and output a signal according to the charges. That is, the pixels 10 perform photoelectric conversion on the incident light, and output a signal (pixel signal) according to the resulting charge.
- the row direction is the horizontal direction in FIG. 1, and the column direction is the vertical direction.
- pixel drive lines 28 are wired in the row direction for each pixel row in the matrix-like pixel arrangement, and two vertical signal lines VSL are wired in the column direction for each pixel column.
- the pixel drive lines 28 transmit drive signals for driving the pixels 10 when reading out signals.
- FIG. 1 shows the pixel drive line 28 as a single line, the number of lines is not limited to one.
- One end of the pixel drive line 28 is connected to an output terminal of the vertical drive unit 22 corresponding to each row.
- the vertical drive unit 22 is composed of a shift register, an address decoder, etc., and drives each pixel 10 in the pixel region 21 simultaneously for all pixels or in row units, etc.
- the vertical drive unit 22, together with the system control unit 25 that controls the vertical drive unit 22, constitutes a drive unit that controls the operation of each pixel 10 in the pixel region 21.
- the detection signals output from each pixel 10 in the pixel row in response to drive control by the vertical drive unit 22 are input to the column processing unit 23 through the vertical signal line VSL.
- the column processing unit 23 performs predetermined signal processing on the detection signals output from each pixel 10 through the vertical signal line VSL, and temporarily holds the detection signals after signal processing. Specifically, the column processing unit 23 performs noise removal processing, AD (Analog-to-Digital) conversion processing, etc. as signal processing.
- the horizontal driving unit 24 is composed of a shift register, an address decoder, etc., and sequentially selects the unit circuits corresponding to the pixel columns of the column processing unit 23. Through selective scanning by the horizontal driving unit 24, the detection signals that have been signal-processed for each unit circuit in the column processing unit 23 are sequentially output.
- the system control unit 25 is composed of a timing generator that generates various timing signals, and controls the driving of the vertical driving unit 22, column processing unit 23, horizontal driving unit 24, etc. based on the various timing signals generated by the timing generator.
- the signal processing unit 26 has an arithmetic processing function and performs various signal processing such as arithmetic processing based on the detection signal output from the column processing unit 23.
- the signal processing unit 26 and the data storage unit 27 temporarily store data necessary for signal processing in the signal processing unit 26.
- all or part of the peripheral circuitry may be provided on a substrate separate from the pixel region 21.
- the substrate of all or part of the peripheral circuitry and the substrate of the pixel region 21 may be bonded together for wiring bonding (Cu-Cu bonding).
- FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of an imaging device 1 in which a semiconductor chip 511 of the pixel region 21 and a semiconductor chip 512 of the peripheral circuit section are stacked.
- the imaging device 1 may be composed of two stacked semiconductor chips 511 and 512.
- the pixel region 21 of the semiconductor chip 511 and the peripheral circuit section of the semiconductor chip 512 may be electrically connected using, for example, a through electrode such as a TSV (Through Silicon Via) provided in the via region 513 and the via region 514.
- both semiconductor chips may be bonded together (Cu-Cu bonding) so that the wiring of the semiconductor chip 511 in the pixel region 21 contacts the wiring of the semiconductor chip 511 in the peripheral circuit section.
- the pixel region 21 and part of the peripheral circuit section may be configured as one semiconductor chip, and the remaining components may be configured as other semiconductor chips.
- the number of stacked semiconductor chips may be three or more layers.
- FIG. 3 is a diagram showing a more detailed example of the configuration of the imaging device.
- the imaging device 1 includes a noise cancellation device 11, a power supply unit 12, a pixel 10, a DAC circuit 100, capacitors C3 and C4, a comparator CM1, and a constant current source V2.
- the pixel 10 is one of a plurality of pixels 10 arranged two-dimensionally.
- the noise cancellation device 11, the power supply unit 12, the DAC circuit 100, the capacitors C3 and C4, the comparator CM1, and the constant current source V2 are components included in the signal processing unit 26.
- the noise cancellation device 11 samples and holds (hereinafter referred to as S/H) the voltage of the power supply unit 12 to obtain a DC component, converts it into a current, adjusts the gain, and then superimposes it on the ramp signal RMP output by the DAC circuit 100 and inputs it to the comparator CM1 to remove (cancel) noise caused by power supply fluctuations (hereinafter also referred to as power supply noise).
- the power supply unit 12 is a power supply that supplies power to the pixel 10 via the power line 12a.
- the power supply unit 12 also supplies the power supplied to the pixel 10 to the noise cancellation device 11.
- Pixel 10 includes transistors t1 to t5, which are Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs), and capacitors C1 and C2.
- MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors
- transistors t1 to t3 are P-type MOSFETs
- transistors t4 and t5 are N-type MOSFETs.
- Transistors t1 to t3 may also be N-type MOSFETs.
- the source of transistor t1 is connected to power supply line 12a of power supply unit 12, and the drain of transistor t1 is connected to the connection node of the source of transistor t2, capacitor C1, and constant current source V1.
- the drain of transistor t2 is connected to the connection node of the drain of transistor t3, the gate of transistor t4, and capacitor C2.
- the source of transistor t3 is connected to power supply line 12a.
- the drain of transistor t4 is connected to the power supply line, and the source of transistor t4 is connected to the drain of transistor t5.
- the source of transistor t5 is connected to capacitor C3 and constant current source V2.
- the DAC circuit 100 inputs a ramp signal RMP to the inverting input terminal of the comparator CM1.
- This ramp signal RMP is used as a reference signal for A/D (Analog to Digital) conversion of the pixel signal output from the pixel 10.
- the DAC circuit 100 includes a constant voltage source V3, such as a band gap reference (BGR), transistors t100 to t106, resistors R100 and R101, and an amplifier AMP1.
- BGR band gap reference
- transistors t100 to t105 transistors t100, t101, t104, and t105 are P-type MOSFETs
- transistors t102, t103, and t106 are N-type MOSFETs.
- the source of transistor t100 is connected to a specified power supply line, and the drain of transistor t100 is connected to the drain of transistor t106.
- Amplifier AMP1 has a non-inverting input terminal connected to a constant voltage source V3, and an inverting input terminal connected to one end of resistor R100 and the source of transistor t106.
- the source of transistor t101 is connected to a specified power supply line.
- the drain of transistor t101 is connected to the drain of transistor t102, and is connected between its own gate and the gate of transistor t103.
- the source of transistor t102 is connected to the ground line.
- the source of transistor t103 is connected to the ground line.
- the drain of transistor t103 is connected to the drain of transistor t104, and is connected between the gate of transistor t104 and the gate of transistor t105.
- the source of transistor t104 is connected to a specified power supply line.
- the source of transistor t105 is connected to a specific power supply line, and the drain of transistor t105 is connected between comparator CM1 and resistor R101.
- Comparator CM1 has a non-inverting input terminal (hereinafter also referred to as a positive terminal) to which a pixel signal is input from pixel 10, and a non-inverting input terminal (hereinafter also referred to as a negative terminal) to which a signal in which the noise cancellation signal of noise cancellation device 1 is superimposed on the ramp signal RMP of DAC circuit 100 is input.
- a non-inverting input terminal hereinafter also referred to as a positive terminal
- a negative terminal to which a signal in which the noise cancellation signal of noise cancellation device 1 is superimposed on the ramp signal RMP of DAC circuit 100 is input.
- a pixel signal containing power supply noise is input to the positive terminal of the comparator CM1, and a ramp signal RMP on which a signal identical to the power supply noise generated by the noise cancellation device 1 is superimposed is input to the negative terminal. This causes the power supply noise contained in the pixel signal to be cancelled in-phase by the comparator CM.
- the imaging device 1 is equipped with a comparator CM1 as shown in FIG. 4.
- the comparator CM1 includes a first power supply line Lvdd, a second power supply line Lvss, a first input section IN_DAC, a second input section IN_VSL, transistors M1 to M7, capacitance elements Cin_DAC, Cin_VSL, Cbandw, Cv DIFF1_VSS , Cv DIFFOUT0_VSS , Cout, and an output section DIFF_VOUT0.
- Cp DIFF1_VDD , Cp DIFF1_VSS , Cp DIFFOUT0_VDD , and Cp DIFFOUT0_VSS are parasitic capacitances and are virtually illustrated.
- the first power supply line Lvdd is a power supply line that transmits a high-level voltage VDD.
- the second power supply line Lvss is a power supply line that transmits a low-level voltage (e.g., ground voltage) VSS.
- the comparator CM1 is connected between the first power supply line Lvdd and the second power supply line Lvss and receives power.
- the first input section IN_DAC is connected to the output SFOUT of the DAC circuit 100 via a capacitive element Cin_DAC.
- the first input section IN_DAC receives a ramp signal RMP from the DAC circuit 100 as a reference signal to be compared with the pixel signal.
- the ramp signal RMP is a signal having a slope voltage that drops or rises at a nearly constant gradient over time.
- the second input section IN_VSL is connected to the vertical signal line VSL via a capacitive element Cin_VSL.
- the second input section IN_VSL receives a pixel signal from the pixel 10.
- the pixel signal is an electrical signal of the pixel 10 in a reset state, or an electrical signal corresponding to the amount of incident light, and is a substantially constant voltage during one detection.
- Transistors M1, M2, M5, and M7 are, for example, N-type Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs).
- Transistors M3, M4, and M6 are, for example, P-type MOSFETs.
- the drain of the transistor M1 is connected to the drain and gate of the transistor M3 and one electrode of the capacitive element Cv DIFF1_VSS .
- the source of the transistor M1 is connected to the drain of the transistor M5 and the source of the transistor M2.
- the gate of the transistor M1 is connected to the first input section IN_DAC.
- the drain of the transistor M3 is connected to its own gate, the drain of the transistor M1, and one electrode of the capacitive element Cv DIFF1_VSS .
- the source of the transistor M3 is connected to the first power line Lvdd.
- the gate of the transistor M3 is connected to its own drain and the gate of the transistor M4.
- transistor M5 The drain of transistor M5 is connected to the sources of transistors M1 and M2.
- the source of transistor M5 is connected to the second power supply line Lvss.
- the gate of transistor M5 is connected to the system control unit 25, and the voltage is set so that a constant current flows.
- Transistors M1 to M5 form a differential circuit.
- transistors M1 to M5 as a whole will also be referred to as the "differential circuit.”
- the drain of the transistor M6 is connected to the drain of the transistor M7.
- the source of the transistor M6 is connected to the first power line Lvdd.
- the gate of the transistor M6 is connected to the drains of the transistors M2 and M4, one electrode of the capacitance element Cbandw, and one electrode of the capacitance element Cv DIFFOUT0_VSS .
- the gate of the transistor M6 is connected to the output section DIFF_VOUT0 of the differential circuit.
- the transistor M6 is controlled to be in a conductive state (ON) or a non-conductive state (OFF) by the voltage of the output section DIFF_VOUT0 of the differential circuit.
- Transistors M1 to M5 form a differential circuit.
- Transistors M3 and M4 form a current mirror circuit, and equal currents flow through transistors M1 and M2.
- Transistors M1 and M3 form a first path P1, and flow current from the first power supply line Lvdd to the second power supply line Lvss via transistor M5.
- the first path P1 is in a voltage state according to the magnitude relationship between the voltage of the first input section IN_DAC due to the voltage Vrmp of the ramp signal RMP and the voltage of the second input section IN_VSL due to the voltage (pixel signal voltage) Vvsl of the vertical signal line VSL.
- the drain voltage of the transistor M6 (the output voltage of the comparator CM1) becomes a low-level voltage.
- the output section DIFF_VOUT0 becomes a low-level voltage and the transistor M6 becomes conductive.
- the drain voltage of the transistor M6 (the output voltage of the comparator CM1) becomes a high-level voltage. That is, when the first input IN_DAC voltage crosses from a higher voltage to a lower voltage than the second input IN_VSL voltage, the differential circuits M1 to M5 logically invert the output signal of the output DIFF_VOUT0 from a high-level voltage to a low-level voltage. As a result, the output voltage of the comparator CM1 logically inverts from a low-level voltage to a high-level voltage.
- One electrode of the capacitance element Cbandw is connected to the drains of the transistors M2 and M4, the gate of the transistor M6, and one electrode of the capacitance element Cv DIFFOUT0_VSS .
- the other electrode of the capacitance element Cbandw is connected to the first power line Lvdd. That is, the capacitance element Cbandw is connected between the first power line Lvdd and the output section DIFF_VOUT0.
- the capacitance element Cbandw is a band-limiting capacitance, and transmits noise mixed into the power supply voltage VDD of the first power line Lvdd to the gate of the transistor M6. The noise of the power supply voltage VDD is also transmitted to the source of the transistor M6.
- the noise of the power supply voltage VDD is canceled in the voltage difference Vgs between the source and gate of the transistor M6.
- the transistor M6 is independent of noise in the power supply voltage VDD and can be operated by the voltage of the output DIFF_VOUT0 of the differential circuits M1 to M5.
- the parasitic capacitance Cp DIFF1_VDD is a parasitic capacitance that occurs between the first power supply line Lvdd and the connection node DIFF1 of the transistor M3 and the transistor M1.
- the parasitic capacitance Cp DIFF1_VSS is a parasitic capacitance that occurs between the second power supply line Lvss and the node DIFF1.
- the parasitic capacitance Cp DIFFOUT0_VDD is a parasitic capacitance that occurs between the first power supply line Lvdd and the output section DIFF_VOUT0.
- the parasitic capacitance Cp DIFFOUT0_VSS is a parasitic capacitance that occurs between the second power supply line Lvss and the output section DIFF_VOUT0.
- the parasitic capacitance Cp DIFFOUT0_VDD is smaller than the capacitance element Cbandw and is connected in the same manner, so it can be regarded as a band-limiting capacitance and can be ignored. If the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS are not provided, the parasitic capacitances Cp DIFFOUT0_VDD , Cp DIFF1_VSS , and Cp DIFFOUT0_VSS cannot be ignored.
- parasitic capacitances Cp DIFFOUT0_VDD , Cp DIFF1_VSS , and Cp DIFFOUT0_VSS cause noise components (especially high-frequency components) of the power supply voltage VDD to be mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0. Such high frequency components of noise cannot be removed by the noise canceling device 11 and the capacitive element Cbandw.
- capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS are provided.
- the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS may be capacitance elements such as MOM (Metal Oxide Metal), MIM (Metal Insulator Metal), PIP (Poly-Si Insulator Poly-Si), MOSFET, etc.
- the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS may be parasitic capacitance between an element and a wiring, parasitic capacitance between wirings, parasitic capacitance between an element and a well, parasitic capacitance between wirings and a well, parasitic capacitance (diffusion capacitance) between wells, parasitic capacitance between a resistive element and a well, etc.
- One electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS is connected to the drain (node DIFF1) of the transistors M1 and M3.
- the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS is connected to the second power supply line Lvss. That is, the capacitance element Cv DIFF1_VSS is connected between the node DIFF1 of the first path P1 and the second power supply line Lvss.
- the parasitic capacitance Cp DIFF1_VSS is equal to or smaller than the capacitance element Cv DIFF1_VSS and is connected in the same way, so they are collectively referred to as the capacitance element Cv DIFF1_VSS .
- One electrode of the capacitance element Cv DIFFOUT0_VSS is connected to the drains of the transistors M2 and M4 and the gate of the transistor M6 (output section DIFF_VOUT0).
- the other electrode of the capacitance element Cv DIFFOUT0_VSS is connected to the second power line Lvss. That is, the capacitance element Cv DIFFOUT0_VSS is connected between the second path P2 and the second power line Lvss.
- the parasitic capacitance Cp DIFFOUT0_VSS is equal to or smaller than the capacitance element Cv DIFFOUT0_VSS and is connected in the same way, so they are collectively referred to as the capacitance element Cv DIFFOUT0_VSS .
- the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS are variable capacitances.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS divides the power supply voltage VDD between itself and the parasitic capacitance Cp DIFF1_VDD , and adjusts the noise mixed into the node DIFF1.
- the capacitance element Cv DIFFOUT0_VSS divides the power supply voltage VDD between itself and the capacitance element Cbandw, and adjusts the noise mixed into the output section DIFF_VOUT0.
- the noise mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0 is adjusted by adjusting the capacitance of each of the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS .
- the noise mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0 By adjusting the noise mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0, the noise of the voltage difference Vgs between the source and gate of the transistor M6 can be cancelled. That is, in this embodiment, the capacitive element Cv DIFF1_VSS is provided between the node DIFF1 and the second power line Lvss, and the capacitive element Cv DIFFOUT0_VSS is provided between the output section DIFF_VOUT0 and the second power line Lvss, so that the power supply noise is mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0, thereby cancelling the noise of the power supply voltage VDD in the transistor M6. The high frequency components of the noise of the power supply voltage VDD can also be removed.
- the amplitude of the output section DIFF_VOUT0 is ⁇ VDD ⁇ (Cbandw)/(Cbandw+Cv DIFFVOUT0_VSS ).
- the fluctuation of the voltage difference Vgs between the source and gate of the transistor M6 is ⁇ VDD ⁇ (Cv DIFFVOUT0_VSS )/(Cbandw+Cv DIFFVOUT0_VSS ).
- the capacitive element Cv DIFF1_VSS passes a high-frequency noise current through the first path so that the fluctuation of the voltage difference Vgs of the transistor M6 becomes almost zero.
- the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS may be almost equal. However, due to noise contamination caused by other parasitic capacitances, in practice, it is necessary to adjust the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS . For example, the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS are adjusted so that the frequency characteristics (frequency-gain characteristics) of the first input section IN_DAC side and the frequency characteristics of the second input section IN_VSL side are equal. This suppresses the PSRR.
- the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS may be set in a test process before the product shipment of the imaging device 1. This allows the setting to be adapted to process variations.
- the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS may be set to a substantially constant capacitance value depending on the type of the imaging device 1. In this case, the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS may be set for each type of the imaging device 1.
- the capacitances of the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS may be fixed after adjustment.
- the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS may be set during adjustment after the product shipment.
- the capacitances of the capacitive elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS are made changeable even after shipment.
- the comparator CM1 further includes a switch SW1, a switch SW2, and a register RG.
- the switch SW1 and the register RG are an example of a first adjustment unit.
- the switch SW2 and the register RG are an example of a second adjustment unit.
- the switch SW1 is connected between the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS and the power supply lines Lvdd and Lvss.
- the switch SW1 selectively connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to either the first power supply line Lvdd or the second power supply line Lvss.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the second power supply line Lvss
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS is in the state shown in FIG. 4 and is used for noise cancellation.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the first power supply line Lvdd
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS is connected to the power supply voltage VDD. In this case, the capacitance element Cv DIFF1_VSS is not used for noise cancellation.
- the switch SW2 is connected between the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS and the power supply lines Lvdd and Lvss.
- the switch SW2 selectively connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to either the first power supply line Lvdd or the second power supply line Lvss.
- the switch SW2 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the second power supply line Lvss
- the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS is in the state shown in FIG. 4 and is used for noise cancellation.
- the switch SW2 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the first power supply line Lvdd
- the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS is connected to the power supply voltage VDD.
- the capacitive element Cv DIFFVOUT0_VSS is not used for noise cancellation.
- the switches SW1, SW2 can effectively connect or disconnect the capacitive elements Cv DIFF1_VSS , Cv DIFFVOUT0_VSS to the node DIFF1 or the output DIFF_VOUT0 for noise cancellation.
- Switches SW1 and SW2 may be logic circuits such as, for example, CMOS (Complementary MOS) inverters, NAND gates, and NOR gates.
- CMOS Complementary MOS
- NAND gates NAND gates
- NOR gates NOR gates
- the register RG stores control signals for individually switching the switches SW1 and SW2.
- the register RG stores a digital value with the same number of bits as the number of switches as the control signal.
- the register RG may store 2-bit digital values corresponding to the switches SW1 and SW2 as the control signal. For example, when the digital value is "00", the switches SW1 and SW2 connect the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS to the first power line Lvdd. When the digital value is "11", the switches SW1 and SW2 connect the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS to the second power line Lvss.
- the switches SW1 and SW2 connect one of the capacitance elements CvDIFF1_VSS and CvDIFFVOUT0_VSS to the first power supply line Lvdd, and connect the other to the second power supply line Lvss.
- Second Embodiment 6 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS according to the second embodiment.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS includes a plurality of partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n (n is an integer of 2 or more).
- One electrode of each of the partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n is commonly connected to the node DIFF1.
- the other electrodes of each of the partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n are connected to the first power supply line Lvdd or the second power supply line Lvss via the corresponding switches SW1_1 to SW1_n.
- the multiple switches SW1_1 to SW1_n serving as the first adjustment unit are respectively connected between the other electrodes of the multiple partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n and the first and second power supply lines Lvdd and Lvss.
- the multiple switches SW1_1 to SW1_n selectively connect the other electrodes of the partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n to either the first power supply line Lvdd or the second power supply line Lvss.
- the multiple switches SW1_1 to SW1_n are each individually controlled to be turned on or off by a control signal from the register RG.
- the capacitive element Cv DIFFVOUT0_VSS includes a plurality of partial capacitive elements Cv DIFFVOUT0_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n .
- One electrode of each of the partial capacitance elements Cv DIFFVOUT0_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n is commonly connected to the output section DIFF_VOUT0.
- the other electrodes of each of the partial capacitance elements Cv DIFFVOUT0_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n are connected to the first power supply line Lvdd or the second power supply line Lvss via the corresponding switches SW2_1 to SW2_n.
- the multiple switches SW2_1 to SW2_n as the second adjustment unit are respectively connected between the other electrodes of the multiple partial capacitance elements Cv DIFFVOUT0_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n and the first and second power supply lines Lvdd and Lvss.
- the multiple switches SW2_1 to SW2_n selectively connect the other electrodes of the partial capacitance elements Cv DIFFVOUT0_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n to either the first power supply line Lvdd or the second power supply line Lvss.
- the multiple switches SW2_1 to SW2_n are each individually controlled to be turned on or off by a control signal from the register RG.
- the switches SW2_1 to SW2_n selectively connect partial capacitance elements between the output section DIFF_VOUT0 and the second power supply line Lvss, and by changing the number of partial capacitance elements connected, the capacitance of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS can be adjusted.
- Switches SW1_1 to SW1_n and SW2_1 to SW2_n may be logic circuits such as CMOS inverters, NAND gates, and NOR gates.
- the register RG stores control signals for switching the switches SW1_1 to SW1_n and SW2_1 to SW2_n.
- the register RG stores a digital value with the same number of bits as the number of switches as the control signal. Therefore, the register RG only needs to store a 2 ⁇ n-bit digital value. This makes the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS variable capacitance elements that can be changed in units of partial capacitance elements.
- the noise mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0 is adjusted by adjusting the capacitance of each of the capacitive elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS .
- the noise of the source-gate voltage difference Vgs of the transistor M6 can be canceled by adjusting the noise mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0.
- the rest of the configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. Therefore, the second embodiment can also achieve the same effects as the first embodiment.
- Third Embodiment 7 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS according to the third embodiment.
- switches SW1 and SW11 are provided on both sides of the capacitance element Cv DIFF1_VSS .
- Switches SW2 and SW12 are provided on both sides of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS .
- Switches SW1 and SW2 may have the same configuration as those in Figure 5.
- the switch SW11 is connected between one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS and the node DIFF1, and between one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS and the first power supply line Lvdd.
- the switch SW11 selectively switches one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to either the node DIFF1 or the first power supply line Lvdd.
- the switch SW11 is controlled to be on or off by a control signal from the register RG.
- the switches SW1 and SW11 are controlled in synchronization with each other.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the first power supply line Lvdd
- the switch SW11 connects one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the first power supply line Lvdd.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS is not connected to the node DIFF1 and is not used for noise cancellation.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the second power supply line Lvss
- the switch SW11 connects one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the node DIFF1.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS is connected between the node DIFF1 and the second power supply line Lvss and is used for noise cancellation.
- the switch SW12 is connected between one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS and the output section DIFF_VOUT0, and between one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS and the first power supply line Lvdd.
- the switch SW12 selectively switches one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to either the output section DIFF_VOUT0 or the first power supply line Lvdd.
- the switch SW12 is controlled to be on or off by a control signal from the register RG.
- the switches SW2 and SW12 are controlled in synchronization with each other.
- the switch SW2 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the first power supply line Lvdd
- the switch SW12 connects one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the first power supply line Lvdd.
- the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS is not connected to the output section DIFF_VOUT0 and is not used for noise cancellation.
- the switch SW2 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the second power supply line Lvss
- the switch SW12 connects one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the output section DIFF_VOUT0.
- the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS is connected between the output section DIFF_VOUT0 and the second power supply line Lvss, and is used for noise cancellation.
- Switches SW11 and SW12 may be implemented, for example, by logic circuits such as CMOS inverters, NMOS switches, PMOS switches, or CMOS switches.
- Register RG stores a control signal that switches switches SW1, SW2, SW11, and SW12.
- the control signal may be a 4-bit digital value.
- the switches SW1 and SW2 may be omitted, and the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS and the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS may be directly connected to the first power supply line Lvdd.
- the rest of the configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment. Therefore, the third embodiment can also achieve the same effects as the first embodiment.
- FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS according to the fourth embodiment.
- switches SW1 and SW11 are provided on both sides of the capacitance element Cv DIFF1_VSS , respectively.
- Switches SW2 and SW12 are provided on both sides of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS , respectively. In these respects, it is similar to the example of FIG. 7.
- the switch SW11 is connected between one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS and the second power supply line Lvss.
- the switch SW11 selectively switches one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to either the node DIFF1 or the second power supply line Lvss.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the second power supply line Lvss, and the switch SW11 connects one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the second power supply line Lvss.
- the switch SW11 connects one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS to the node DIFF1 while the switch SW1 keeps the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS connected to the second power supply line Lvss.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS is connected between the node DIFF1 and the second power supply line Lvss and is used for noise cancellation.
- the switch SW12 is connected between one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS and the second power supply line Lvss.
- the switch SW12 selectively switches one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to either the output section DIFF_VOUT0 or the second power supply line Lvss.
- the switch SW2 connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the second power supply line Lvss, and the switch SW12 connects one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the second power supply line Lvss.
- the switch SW12 connects one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS to the output section DIFF_VOUT0 while the switch SW2 keeps the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS connected to the second power supply line Lvss.
- the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS is connected between the output section DIFF_VOUT0 and the second power supply line Lvss and is used for noise cancellation.
- the switches SW1 and SW2 may be omitted, and the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS and the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS may be directly connected to the second power supply line Lvss.
- the third and fourth embodiments may be combined with the second embodiment.
- Fifth Embodiment 9 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS according to the fifth embodiment.
- the fifth embodiment is a combination of the second and third embodiments.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS includes a plurality of partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n
- the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS includes a plurality of partial capacitance elements Cv DIFFVOUT0_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n .
- a plurality of switches SW1_1 to SW1_n and a plurality of switches SW11_1 to SW11_n are provided corresponding to the partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n .
- the configuration of the multiple switches SW1_1 to SW1_n may be the same as that of the second embodiment.
- the multiple switches SW11_1 to SW11_n are connected between one electrode of each of the partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n and the node DIFF1, and between one electrode of each of the capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n and the first power supply line Lvdd.
- the multiple switches SW11_1 to SW11_n selectively connect one electrode of each of the partial capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n to either the node DIFF1 or the first power supply line Lvdd.
- the multiple switches SW11_1 to SW11_n are each individually controlled to be turned on or off by a control signal from the register RG.
- the switches SW11_1 to SW11_n are controlled in synchronization with the switches SW1_1 to SW1_n, respectively, so that the switches SW1_1 to SW1_n and the switches SW11_1 to SW11_n can change the number of partial capacitance elements connected between the node DIFF1 and the second power line Lvss, and adjust the capacitance of the capacitance element Cv DIFF1_VSS .
- the switch SW1_k connects the other electrode of the partial capacitance element Cv DIFF1_VSS_k to the first power supply line Lvdd
- the switch SW11_k connects one electrode of the partial capacitance element Cv DIFF1_VSS_k to the first power supply line Lvdd.
- the partial capacitance element Cv DIFF1_VSS_k is not connected to the node DIFF1 and is not used for noise cancellation.
- the switch SW1_k connects the other electrode of the partial capacitance element Cv DIFF1_VSS_k to the second power supply line Lvss
- the switch SW11_k connects one electrode of the partial capacitance element Cv DIFF1_VSS_k to the node DIFF1.
- the partial capacitance element Cv DIFF1_VSS_k is connected between the node DIFF1 and the second power supply line Lvss, and is used for noise cancellation.
- a plurality of switches SW2_1 to SW2_n and a plurality of switches SW12_1 to SW12_n are provided corresponding to the partial capacitance elements Cv DIFFVOUT0_1 to Cv DIFFVOUT0_n .
- the configuration of the multiple switches SW2_1 to SW2_n may be the same as that of the second embodiment.
- the multiple switches SW12_1 to SW12_n are respectively connected between one electrode of the partial capacitance elements Cv DIFFVOUT0_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n and the output section DIFF_VOUT0, and between one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_n and the first power supply line Lvdd.
- the multiple switches SW12_1 to SW12_n selectively connect one electrode of the partial capacitance elements Cv DIFFVOUT0_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n to either the output section DIFF_VOUT0 or the first power supply line Lvdd.
- the multiple switches SW12_1 to SW12_n are each individually controlled to be on or off by a control signal from the register RG.
- the switches SW12_1 to SW12_n are controlled in synchronization with the switches SW2_1 to SW2_n, respectively, so that the switches SW2_1 to SW2_n and the switches SW12_1 to SW12_n can change the number of partial capacitance elements connected between the output section DIFF_VOUT0 and the second power supply line Lvss, and adjust the capacitance of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS .
- the switch SW2_k connects the other electrode of the partial capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k to the first power supply line Lvdd
- the switch SW12_k connects one electrode of the partial capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k to the first power supply line Lvdd.
- the switch SW2_k connects the other electrode of the partial capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k to the second power supply line Lvss
- the switch SW12_k connects one electrode of the partial capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k to the output section DIFF_VOUT0.
- the partial capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k is connected between the output section DIFF_VOUT0 and the second power supply line Lvss, and is used for noise cancellation.
- the fifth embodiment can achieve the same effects as the second and third embodiments.
- Sixth Embodiment 10 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS according to the sixth embodiment.
- the sixth embodiment is a combination of the second and fourth embodiments.
- the switches SW11_1 to SW11_n are connected between one electrode of each of the capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n and the second power line Lvss.
- the switches SW11_1 to SW11_n selectively switch one electrode of each of the capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n to either the node DIFF1 or the second power line Lvss.
- the switch SW1_k connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS_k to the second power supply line Lvss, and the switch SW11_k connects one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS_k to the second power supply line Lvss.
- the switch SW1_k connects one electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS_k to the node DIFF1 while keeping the other electrode of the capacitance element Cv DIFF1_VSS_k connected to the second power supply line Lvss.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS_k is connected between the node DIFF1 and the second power supply line Lvss and is used for noise cancellation.
- the switch SW12_k is connected between one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k and the second power supply line Lvss.
- the switch SW12_k selectively switches one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k to either the output section DIFF_VOUT0 or the second power supply line Lvss.
- the switch SW2_k connects the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k to the second power supply line Lvss
- the switch SW12_k connects one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k to the second power supply line Lvss.
- the switch SW2_k keeps the other electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k connected to the second power line Lvss, while the switch SW12_k connects one electrode of the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k to the output section DIFF_VOUT0.
- the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS_k is connected between the output section DIFF_VOUT0 and the second power line Lvss, and is used for noise cancellation.
- the switches SW1_1 to SW1_n and SW2_1 to SW2_n may be omitted, and the other electrodes of the capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFFVOUT0_VSS_n and the other electrodes of the capacitance elements Cv DIFF1_VSS_1 to Cv DIFF1_VSS_n may be directly connected to the second power line Lvss.
- Seventh Embodiment 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a comparator according to the seventh embodiment.
- a transistor M5 functioning as a constant current source is connected between the first power supply line Lvdd and the sources of the transistors M1 and M2.
- Transistors M3 and M4 functioning as a current mirror are connected between the second power supply line Lvss and the drains of the transistors M1 and M2.
- a capacitance element Cout and a transistor M7 are also provided on the first power supply line Lvdd side.
- transistors M1 to M7 are reversed from those in the first embodiment.
- Transistors M1, M2, M5, and M7 are P-type MOSFETs, and transistors M3, M4, and M6 are N-type MOSFETs.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS is connected between the node DIFF1 and the first power supply line Lvdd
- Cv DIFFVOUT0_VSS is connected between the output section DIFF_VOUT0 and the first power supply line Lvdd
- the capacitance element Cbandw is connected between the output section DIFF_VOUT0 and the second power supply line Lvss.
- the other configurations of the seventh embodiment may be the same as those of the first embodiment.
- the noise mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0 is adjusted by adjusting the capacitance of each of the capacitive elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS .
- the noise of the source-gate voltage difference Vgs of the transistor M6 can be canceled by adjusting the noise mixed into the node DIFF1 and the output section DIFF_VOUT0.
- the capacitance element Cv DIFF1_VSS passes a high-frequency noise current through the first path so that the fluctuation of the voltage difference Vgs of the transistor M6 is almost zero. That is, a current equivalent to the high-frequency current flowing through the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS is passed through the capacitance element Cv DIFF1_VSS , and the current mirror circuits M3 and M4 copy the current and supply it to the capacitance element Cv DIFFVOUT0_VSS . This cancels the noise component without affecting the operation of the differential circuit, and the fluctuation of the voltage difference Vgs of the transistor M6 can be made almost zero.
- the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS may be almost equal. However, due to noise contamination caused by other parasitic capacitances, in practice, it is necessary to adjust the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS . For example, the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFVOUT0_VSS are adjusted so that the frequency characteristics (frequency-gain characteristics) of the first input section IN_DAC side and the frequency characteristics of the second input section IN_VSL side are equal. This suppresses the PSRR.
- the configurations of the capacitance elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS and the switches and registers serving as the capacitance adjustment unit may be any of the configurations shown in Figures 5 to 10. However, the first power supply line Lvdd and the second power supply line Lvss need to be swapped.
- Eighth embodiment 12 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a comparator according to the eighth embodiment.
- capacitive elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD are provided in place of the capacitive elements Cv DIFF1_VSS and Cv DIFFOUT0_VSS .
- One electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected to the gate of the transistor M1 via the capacitance element Cin_DAC.
- the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected to the first power supply line Lvdd. That is, the capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected between the input unit IN_DAC (input of the ramp signal RMP) of the differential circuits M1 to M5 and the first power supply line Lvdd.
- One electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD is connected to the gate of the transistor M2 via the capacitance element Cin_VSL.
- the other electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD is connected to the first power supply line Lvdd. That is, the capacitance element Cv VSL_VDD is connected between the input section IN_VSL (input of pixel signals) of the differential circuits M1 to M5 and the first power supply line Lvdd.
- the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD are variable capacitances.
- the capacitance element v SFOUT_VDD divides the power supply voltage VDD between itself and the parasitic capacitance Cp SFOUT_VSS , and adjusts the noise mixed into the input section IN_DAC.
- the parasitic capacitance Cp SFOUT_VSS is a parasitic capacitance between the input section IN_DAC and the second power line Lvss.
- the capacitance element Cv VSL_VDD divides the power supply voltage VDD between itself and the parasitic capacitance Cp VSL_VSS , and adjusts the noise mixed into the input section IN_VSL.
- the noise mixed into the input sections IN_DAC and IN_VSL is adjusted.
- the noise mixed into the inputs IN_DAC and IN_VSL the noise of the source-gate voltage difference Vgs of the transistor M6 can be cancelled.
- the amplitude of the input section IN_DAC is ⁇ VDD ⁇ *(Cv SFOUT_VDD )/(Cv SFOUT_VDD +Cp SFOUT_VSS ), and the amplitude of the input section IN_VSL is ⁇ VDD ⁇ (Cp VSL_VDD )/(Cp VSL_VDD +Cp VSL_VSS ).
- the amplitude difference between the inputs IN_DAC and IN_VSL due to the power supply voltage fluctuation is converted into a difference current in the differential pair M1, M2, and the current mirror circuits M3, M4 output the difference current by the differential pair M1, M2 to the output DIFF_VOUT0.
- the output difference current is converted into a voltage by the output resistance of the differential circuit and the band limiting capacitance Cbandw, causing a voltage difference Vgs fluctuation of the transistor M6.
- the magnitudes of the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD are adjusted so that the fluctuation of the voltage difference Vgs of the transistor M6 is almost zero, and a high-frequency noise current is passed through the inputs IN_DAC and IN_VSL. This cancels the noise components without affecting the operation of the differential circuit, and the fluctuation of the voltage difference Vgs of the transistor M6 can be made almost zero.
- the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD may be almost equal.
- noise may be mixed in due to other parasitic capacitances, and in practice, the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD need to be adjusted.
- the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD are adjusted so that the frequency characteristics (frequency-gain characteristics) of the first input section IN_DAC side and the frequency characteristics of the second input section IN_VSL side are equal. This suppresses the PSRR.
- the other configurations of the eighth embodiment may be the same as those of the first embodiment. As a result, the eighth embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.
- the switch SW1 is connected between the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD and the power supply lines Lvdd and Lvss.
- the switch SW1 selectively connects the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to either the first power supply line Lvdd or the second power supply line Lvss.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the first power supply line Lvdd
- the capacitance element Cv SFOUT_VDD is in the state shown in FIG. 12 and is used for noise cancellation.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the second power supply line Lvss
- the capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected to the ground voltage VSS.
- the capacitance element Cv SFOUT_VDD is not used for noise cancellation.
- the switches SW1, SW2 can effectively connect or disconnect the capacitive elements Cv SFOUT_VDD , Cv VSL_VDD to the inputs IN_DAC or IN_VSL for noise cancellation.
- the register RG stores control signals for individually switching the switches SW1 and SW2.
- the register RG stores a digital value with the same number of bits as the number of switches as a control signal.
- the register RG may store 2-bit digital values corresponding to the switches SW1 and SW2 as control signals. For example, when the digital value is "00", the switches SW1 and SW2 connect the capacitive elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD to the second power line Lvss. When the digital value is "11”, the switches SW1 and SW2 connect the capacitive elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD to the first power line Lvdd.
- the capacitive element Cv VSL_VDD includes a plurality of partial capacitive elements Cv VSL_VDD_1 to Cv VSL_VDD_n .
- the configuration of the register RG may be the same as that of the second embodiment.
- the partial capacitance elements Cv SFOUT_VD_1 to Cv SFOUT_VD_n and the partial capacitance elements Cv VSL_VDD_1 to Cv VSL_VDD_n are used for noise cancellation by being connected to the first power supply line Lvdd, and are not used for noise cancellation by being connected to the second power supply line Lvss.
- the rest of the configuration of the ninth embodiment is the same as that of the second embodiment. Therefore, the ninth embodiment can achieve the same effects as the second embodiment.
- Tenth embodiment 15 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD according to the tenth embodiment.
- switches SW1 and SW11 are provided on both sides of the capacitance element Cv SFOUT_VDD .
- Switches SW2 and SW12 are provided on both sides of the capacitance element Cv VSL_VDD .
- Switches SW1, SW11, SW2, and SW12 may have the same configuration as those in FIG. 7.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the first power supply line Lvdd and the switch SW11 connects one electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the first power supply line Lvdd, the capacitance element Cv SFOUT_VDD is not used for noise cancellation.
- the switch SW1 connects one electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the input unit IN_DAC while the switch SW1 keeps the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD connected to the first power supply line Lvdd
- the capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected between the input unit IN_DAC and the first power supply line Lvdd and is used for noise cancellation.
- the switch SW2 connects the other electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD to the first power supply line Lvdd and the switch SW12 connects one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD to the first power supply line Lvdd, the capacitance element Cv VSL_VDD is not used for noise cancellation.
- the switch SW2 connects one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD to the input section IN_VSL while keeping the other electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD connected to the first power supply line
- the capacitance element Cv VSL_VDD is connected between the input section IN_VSL and the first power supply line Lvdd and is used for noise cancellation.
- the tenth embodiment can obtain the same effects as those of the third embodiment.
- the switches SW1 and SW2 may be omitted, and the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD and the other electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD may be directly connected to the first power line Lvdd.
- Eleventh Embodiment 16 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD according to the 11th embodiment.
- switches SW1 and SW11 are provided on both sides of the capacitance element Cv SFOUT_VDD .
- Switches SW2 and SW12 are provided on both sides of the capacitance element Cv VSL_VDD .
- the switch SW11 is connected between one electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD and the second power supply line Lvss.
- the switch SW11 selectively switches one electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to either the input unit IN_DAC or the second power supply line Lvss.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the second power supply line Lvss, and the switch SW11 connects one electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the second power supply line Lvss.
- the switch SW1 connects the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the first power supply line Lvdd
- the switch SW11 connects one electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD to the input unit IN_DAC.
- the capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected between the input unit IN_DAC and the first power supply line Lvdd, and is used for noise cancellation.
- the switch SW12 is connected between one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD and the second power supply line Lvss.
- the switch SW12 selectively switches one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD to either the input section IN_VSL or the second power supply line Lvss.
- the switch SW2 connects the other electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD to the second power supply line Lvss, and the switch SW12 connects one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDDS to the second power supply line Lvss.
- the switch SW2 connects the other electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD to the first power supply line Lvdd, and the switch SW12 connects one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD to the input section IN_VSL.
- the capacitance element Cv VSL_VDD is connected between the input section IN_VSL and the first power supply line Lvdd, and is used for noise cancellation.
- the rest of the configuration of the eleventh embodiment is the same as that of the fourth embodiment. Therefore, the eleventh embodiment can achieve the same effects as the fourth embodiment.
- FIG. 17 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD according to the twelfth embodiment.
- the capacitive element Cv SFOUT_VDD includes a plurality of partial capacitive elements Cv SFOUT_VDD_1 to Cv SFOUT_VDD_n
- the capacitive element Cv VSL_VDD includes a plurality of partial capacitive elements Cv VSL_VDD_1 to Cv VSL_VDD_n .
- the configurations of the multiple switches SW1_1 to SW1_n, SW2_1 to SW2_n, SW11_1 to SW11_n, and SW12_1 to SW12_n may be the same as those in the fifth embodiment.
- the switches SW1_1 to SW1_n and the switches SW11_1 to SW11_n change the number of partial capacitance elements connected between the input section IN_DAC and the first power supply line Lvdd, and can adjust the capacitance of the capacitance element C SFOUT_VDD .
- the switch SW1_k connects the other electrode of the partial capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to the first power supply line Lvdd
- the switch SW11_k connects one electrode of the partial capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to the first power supply line Lvdd. This means that the partial capacitance element Cv SFOUT_VDD_k is not used for noise cancellation.
- the switch SW1_k connects one electrode of the partial capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to the input unit IN_DAC while keeping the other electrode of the partial capacitance element Cv SFOUT_VDD_k connected to the first power line Lvdd. This allows the partial capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to be used for noise cancellation.
- the switches SW2_1 to SW2_n and the switches SW12_1 to SW12_n can change the number of partial capacitance elements connected between the input section IN_VSL and the first power supply line Lvdd, and adjust the capacitance of the capacitance element Cv VSL_VDD .
- the switch SW2_k connects the other electrode of the partial capacitance element Cv VSL_VDD_k to the first power supply line Lvdd
- the switch SW12_k connects one electrode of the partial capacitance element Cv VSL_VDD_k to the first power supply line Lvdd.
- the switch SW2_k keeps the other electrode of the partial capacitance element Cv VSL_VDD_k connected to the first power line Lvdd, and the switch SW12_k connects one electrode of the partial capacitance element Cv VSL_VDD_k to the input section IN_VSL.
- the partial capacitance element Cv VSL_VDD_k is used for noise cancellation.
- FIG. 18 is a diagram showing a configuration example of an adjustment unit for the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD according to the thirteenth embodiment.
- the switches SW11_1 to SW11_n are connected between one electrode of each of the capacitance elements Cv SFOUT_VDD_1 to Cv SFOUT_VDD_n and the second power line Lvss.
- the switches SW11_1 to SW11_n selectively switch one electrode of each of the capacitance elements Cv VSL_VDD_1 to Cv VSL_VDD_n to either the input unit IN_DAC or the second power line Lvss.
- the switch SW1_k connects the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to the second power supply line Lvss
- the switch SW11_k connects one electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to the second power supply line Lvss.
- the switch SW1_k connects the other electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to the first power line Lvdd, and the switch SW11_k connects one electrode of the capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to the input unit IN_DAC. This allows the capacitance element Cv SFOUT_VDD_k to be used for noise cancellation.
- the switch SW12_k is connected between one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD_k and the second power supply line Lvss.
- the switch SW12_k selectively switches one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD_k to either the input section IN_VSL or the second power supply line Lvss.
- the switch SW2_k connects the other electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD_k to the second power supply line Lvss, and the switch SW12_k connects one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD_k to the second power supply line Lvss.
- the switch SW2_k connects the other electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD_k to the first power line Lvdd, and the switch SW12_k connects one electrode of the capacitance element Cv VSL_VDD_k to the input unit IN_VSL. This allows the capacitance element Cv VSL_VDD_k to be used for noise cancellation.
- the rest of the configuration of the thirteenth embodiment is the same as that of the sixth embodiment. Therefore, the thirteenth embodiment can achieve the same effects as the sixth embodiment.
- FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration example of a comparator according to the fourteenth embodiment.
- the fourteenth embodiment is an example in which the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD of the eighth embodiment are applied to the differential circuit of the seventh embodiment.
- the configurations and operations of the differential circuits M1 to M5 and the transistors M6 and M7 may be the same as those of the seventh embodiment.
- the configurations and operations of the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD may be the same as those of the eighth embodiment.
- capacitive elements Cv SFOUT_VDD and Cv VSL_VDD may have any of the configurations shown in FIGS.
- the other configurations of the 14th embodiment may be the same as those of the seventh or eighth embodiment. Therefore, the 14th embodiment can obtain the effects of the seventh or eighth embodiment.
- FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to the fifteenth embodiment.
- the capacitance element Cbandw includes multiple partial capacitance elements Cbandw0 and Cbandw1 and transistors M11 to M14.
- One end of the partial capacitance element Cbandw0 is connected to the first power line Lvdd.
- the other end of the partial capacitance element Cbandw0 is connected to the first power line Lvdd via transistor M11, and is connected to the output section DIFF_VOUT0 via transistor M12.
- One end of the partial capacitance element Cbandw1 is connected to the first power supply line Lvdd.
- the other end of the partial capacitance element Cbandw1 is connected to the first power supply line Lvdd via transistor M13, and is connected to the output section DIFF_VOUT0 via transistor M14.
- Transistor M11 is connected to the first power supply line Lvdd and the other end of the partial capacitance element Cbandw0.
- Transistor M12 is connected to the output section DIFF_VOUT0 and the other end of the partial capacitance element Cbandw0.
- Transistor M13 is connected to the first power supply line Lvdd and the other end of the partial capacitance element Cbandw1.
- Transistor M14 is connected to the output section DIFF_VOUT0 and the other end of the partial capacitance element Cbandw1.
- Transistors M11 and M12 receive inverse logic control signals SW1 and XSW1 at their gates and are controlled to be turned on/off in a complementary manner.
- Transistors M13 and M14 receive inverse logic control signals SW2 and XSW2 at their gates and are controlled to be turned on/off in a complementary manner.
- Transistors M11 to M14 are, for example, configured of P-type MOSFETs.
- the partial capacitance element Cbandw0 is connected between the first power supply line Lvdd and the output section DIFF_VOUT0, and the capacitance of the capacitance element Cbandw increases.
- the partial capacitance element Cbandw1 is connected between the first power supply line Lvdd and the output section DIFF_VOUT0, and the capacitance of the capacitance element Cbandw increases.
- the capacitance element Cbandw can be adjusted as a variable capacitance.
- the number of partial capacitance elements included in the capacitance element Cbandw is not limited, and may be three or more.
- FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to the sixteenth embodiment.
- the transistors M15 and M16 are connected to the node DIFF1.
- Transistors M15 and M16 are P-type MOSFETs of the same size as transistors M12 and M14.
- the sources and drains of transistors M15 and M16 are connected to node DIFF1.
- the gates of transistors M15 and M16 receive control signals XSW1 and XSW2, respectively, in the same manner as the gates of transistors M12 and M14.
- the technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied to various products.
- the technology according to the present disclosure may be realized as a device mounted on any type of moving body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility device, an airplane, a drone, a ship, or a robot.
- FIG. 22 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile object control system to which the technology disclosed herein can be applied.
- the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of light received.
- the imaging unit 12031 can output the electrical signal as an image, or as distance measurement information.
- the light received by the imaging unit 12031 may be visible light, or may be invisible light such as infrared light.
- the in-vehicle information detection unit 12040 detects information inside the vehicle.
- a driver state detection unit 12041 that detects the state of the driver is connected.
- the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 may calculate the driver's degree of fatigue or concentration based on the detection information input from the driver state detection unit 12041, or may determine whether the driver is dozing off.
- the microcomputer 12051 can calculate control target values for the driving force generating device, steering mechanism, or braking device based on information inside and outside the vehicle acquired by the outside vehicle information detection unit 12030 or the inside vehicle information detection unit 12040, and output control commands to the drive system control unit 12010.
- the microcomputer 12051 can perform cooperative control aimed at realizing the functions of an Advanced Driver Assistance System (ADAS), including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following driving based on the distance between vehicles, maintaining vehicle speed, vehicle collision warning, or vehicle lane departure warning.
- ADAS Advanced Driver Assistance System
- the microcomputer 12051 can also output control commands to the body system control unit 12030 based on information outside the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030. For example, the microcomputer 12051 can control the headlamps according to the position of a preceding vehicle or an oncoming vehicle detected by the outside information detection unit 12030, and perform cooperative control aimed at preventing glare, such as switching from high beams to low beams.
- the audio/image output unit 12052 transmits at least one output signal of audio and image to an output device capable of visually or audibly notifying the occupants of the vehicle or the outside of the vehicle of information.
- an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
- the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
- the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and upper part of the windshield inside the vehicle cabin of the vehicle 12100.
- the imaging unit 12101 provided at the front nose and the imaging unit 12105 provided at the upper part of the windshield inside the vehicle cabin mainly acquire images of the front of the vehicle 12100.
- the imaging units 12102 and 12103 provided at the side mirrors mainly acquire images of the sides of the vehicle 12100.
- the imaging unit 12104 provided at the rear bumper or back door mainly acquires images of the rear of the vehicle 12100.
- the imaging unit 12105 provided at the upper part of the windshield inside the vehicle cabin is mainly used to detect leading vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, etc.
- FIG. 23 shows an example of the imaging ranges of the imaging units 12101 to 12104.
- Imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
- imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
- imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or back door.
- an overhead image of the vehicle 12100 viewed from above is obtained by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104.
- At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
- at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera consisting of multiple imaging elements, or an imaging element having pixels for phase difference detection.
- the microcomputer 12051 classifies and extracts three-dimensional object data on three-dimensional objects, such as two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects, based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and can use the data to automatically avoid obstacles.
- the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see.
- the microcomputer 12051 determines the collision risk, which indicates the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or exceeds a set value and there is a possibility of a collision, it can provide driving assistance for collision avoidance by outputting an alarm to the driver via the audio speaker 12061 or the display unit 12062, or by forcibly decelerating or steering to avoid a collision via the drive system control unit 12010.
- At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
- the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104. The recognition of such a pedestrian is performed, for example, by a procedure of extracting feature points in the captured image of the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and a procedure of performing pattern matching processing on a series of feature points that indicate the contour of an object to determine whether or not it is a pedestrian.
- the audio/image output unit 12052 controls the display unit 12062 to superimpose a rectangular contour line for emphasis on the recognized pedestrian.
- the audio/image output unit 12052 may also control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
- the seventeenth embodiment can achieve the same effect as the eighth embodiment.
- Eighteenth embodiment 25 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the 18th embodiment.
- the capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected between the first power supply line Lvdd and the first input section IN_DAC (the gate of the transistor M1)
- the capacitance element Cv VSL_VDD is connected between the first power supply line Lvdd and the second input section IN_VSL (the gate of the transistor M2).
- the other configurations of the 18th embodiment may be the same as those of the 14th embodiment.
- FIG. 26 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the 19th embodiment.
- the capacitance element Cv SFOUT_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the first input unit IN_DAC (input of the ramp signal RMP), and the capacitance element Cv VSL_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the second input unit IN_VSL (input of the pixel signal).
- the other configurations of the 19th embodiment may be the same as those of the eighth embodiment.
- the 19th embodiment can achieve the same effect as the 8th embodiment.
- (Twenty-first embodiment) 27 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the twentieth embodiment.
- the capacitance element Cv SFOUT_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the first input section IN_DAC (the gate of the transistor M1)
- the capacitance element Cv VSL_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the second input section IN_VSL (the gate of the transistor M2).
- the other configurations of the twentieth embodiment may be the same as those of the eighth embodiment.
- the 20th embodiment can achieve the same effect as the 8th embodiment.
- Twenty-first embodiment 28 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the 21st embodiment.
- the capacitance element Cv SFOUT_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the first input unit IN_DAC (input of the ramp signal RMP), and the capacitance element Cv VSL_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the second input unit IN_VSL (input of the pixel signal).
- the other configurations of the 21st embodiment may be the same as those of the 14th embodiment.
- the 21st embodiment can achieve the same effect as the 14th embodiment.
- Twenty-second embodiment 29 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the 22nd embodiment.
- the capacitance element Cv SFOUT_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the first input section IN_DAC (the gate of the transistor M1)
- the capacitance element Cv VSL_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the second input section IN_VSL (the gate of the transistor M2).
- the other configurations of the 22nd embodiment may be the same as those of the 14th embodiment.
- the 22nd embodiment can achieve the same effect as the 14th embodiment.
- Twenty-third embodiment 30 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to the 23rd embodiment.
- a differential signal corresponding to a differential voltage between the ramp signal RMP and a pixel signal from a vertical signal line VSL is input to an input section DIFF_DAC (gate of transistor M1).
- a reference signal corresponding to a reference voltage VREF is input to a second input section IN_REF.
- Differential circuits M1 to M5 compare the differential signal with the reference signal. Differential circuits M1 to M5 invert the logic of output DIFF_VOUT0 when the differential signal crosses the reference signal.
- the capacitive element Cin_VSL is connected between the vertical signal line VSL and the gate of the transistor M1.
- the pixel signal is input to the input unit IN_VSL, and input to the gate of the transistor M1 via the capacitive element Cin_VSL.
- the ramp signal RMP is input to the input unit IN_DAC, and input to the gate of the transistor M1 via the capacitive element Cin_DAC.
- a differential signal corresponding to the differential voltage between the ramp signal RMP and the pixel signal is input to the input unit DIFF_DAC.
- the capacitive element Cin_REF is connected between the system control unit 25 and the gate of the transistor M2.
- the reference voltage VREF is input to the second input unit IN_REF via the capacitive element Cin_REF.
- Differential circuits M1 to M5 invert the logic of output DIFF_VOUT0, for example, when the differential signal becomes smaller than the reference signal. By bringing the reference signal closer to zero, differential circuits M1 to M5 can invert the logic of output DIFF_VOUT0 when the differential signal approaches zero.
- the rest of the configuration of the 23rd embodiment may be the same as that of the 7th embodiment. Therefore, the 23rd embodiment can obtain the same effects as the 7th embodiment.
- Twenty-fourth embodiment 31 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the 24th embodiment.
- the 24th embodiment is an example in which two capacitance elements Cv SFOUT_VDD and one capacitance element Cv VSL_VDD are applied to the differential circuit of the 23rd embodiment.
- One capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected between the first power supply line Lvdd and the input unit IN_DAC (input of the ramp signal RMP).
- the other capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected between the first power supply line Lvdd and the input unit IN_VSL of the pixel signal (node between the vertical signal line VSL and the capacitance element Cin_VSL).
- a differential signal corresponding to the differential voltage between the ramp signal RMP and the pixel signal is input to the input unit IN_DAC_VSL. Therefore, in order to cancel noise, the capacitance element Cv SFOUT_VDD connected to the input section IN_DAC on the DAC circuit 100 side and the capacitance element Cv SFOUT_VDD connected to the input section IN_VSL on the vertical signal line VSL side may each be adjusted.
- the capacitive element Cv REF_VDD is connected between the first power supply line Lvdd and the input portion of the reference voltage VREF.
- the rest of the configuration of the 24th embodiment may be the same as that of the 23rd embodiment. Therefore, the 24th embodiment can obtain the same effects as the 23rd embodiment.
- Twenty-fifth embodiment 32 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the 25th embodiment.
- the 25th embodiment there is one capacitance element Cv SFOUT_VDD , which is connected between the first power supply line Lvdd and the gate of the transistor M1.
- the capacitance element Cv REF_VDD is connected between the first power supply line Lvdd and the gate of the transistor M2.
- the other configurations of the 25th embodiment may be the same as those of the 23rd embodiment. Even with such a configuration, the 25th embodiment can obtain the same effect as the 23rd embodiment.
- Twenty-sixth embodiment 33 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the 26th embodiment.
- the 26th embodiment is an example in which capacitance elements Cv SFOUT_VSS and Cv REF_VSS connected to the second power supply line Lvss are applied instead of the capacitance elements Cv SFOUT_VDD and Cv REF_VDD of the 25th embodiment.
- the capacitance element Cv SFOUT_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the gate of the transistor M1.
- the capacitance element Cv REF_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the gate of the transistor M2.
- the other configurations of the 26th embodiment may be the same as those of the 25th embodiment. Therefore, even with such a configuration, the 26th embodiment can obtain the same effects as the 25th embodiment.
- Twenty-seventh embodiment 34 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitance element according to the 27th embodiment.
- the 27th embodiment is an example in which two capacitance elements Cv SFOUT_VSS and one capacitance element Cv REF_VSS are applied instead of the two capacitance elements Cv SFOUT_VDD and one capacitance element Cv REF_VDD of the 24th embodiment.
- One capacitance element Cv SFOUT_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the input unit IN_DAC of the ramp signal RMP.
- the other capacitance element Cv SFOUT_VDD is connected between the second power supply line Lvss and the input unit IN_VSL of the pixel signal.
- a differential signal corresponding to a differential voltage between the ramp signal RMP and the pixel signal is input to the input unit DIFF_DAC. Therefore, in order to cancel noise, the capacitance element Cv SFOUT_VSS connected to the input section IN_DAC on the DAC circuit 100 side and the capacitance element Cv REF_VSS connected to the input section IN_VSL on the vertical signal line VSL side may each be adjusted.
- the capacitive element Cv REF_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the input of the reference voltage VREF.
- the rest of the configuration of the 27th embodiment may be the same as that of the 24th embodiment. Even with this configuration, the 24th embodiment can achieve the same effects as the 24th embodiment.
- the capacitance element Cin_DAC can be omitted.
- the setting of the capacitance value of the capacitance element Cv SFOUT_VDD or Cv SFOUT_VSS for canceling noise changes.
- the effect of the present disclosure can be obtained by appropriately setting the capacitance value of the capacitance element Cv SFOUT_VDD or Cv SFOUT_VSS .
- Twenty-eighth embodiment 35 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to the 28th embodiment.
- the 28th embodiment is a single-type amplifier, and is configured with one first path P1 including transistors M1 and M5.
- the transistors M2 to M4, i.e., the second path P2, are omitted.
- the configuration on the input section DIFF_DAC side may be the same as that in FIG. 33 or 34. That is, the capacitive element Cin_DAC is connected between the gate of the transistor M1 and the input section IN_DAC.
- the capacitive element Cin_VSL is connected between the gate of the transistor M1 and the input section IN_VSL.
- a differential signal corresponding to the differential voltage between the ramp signal RMP and the pixel signal from the vertical signal line VSL is input to the first input section DIFF_DAC (gate of the transistor M1).
- the capacitance element Cv SFOUT_VSS1 is connected between the gate of the transistor M1 and the second power supply line Lvss.
- One of the two capacitance elements Cv SFOUT_VSS2 is connected between the input section IN_DAC and the second power supply line Lvss.
- the other of the two capacitance elements Cv SFOUT_VSS2 is connected between the input section IN_VSL and the second power supply line Lvss.
- the capacitance element Cv SFOUT_VSS1 and the two capacitance elements Cv SFOUT_VSS2 may both be provided, but only one of the capacitance element Cv SFOUT_VSS1 or the two capacitance elements Cv SFOUT_VSS2 may be provided.
- the output section DIFF_VOUT0 is connected to the first path P1 between the transistor M1 and the transistor M5.
- the output section DIFF_VOUT0 is also connected to the gate of the transistor M6.
- the configurations of the transistors M6 and M7 and the capacitance element Cout may be the same as those in the other embodiments.
- the voltage of the output section DIFF_VOUT0 becomes an amplified signal based on the differential signal, and is output as the output signal CMout according to the amplified signal via the transistor M6.
- the capacitive element Cbandw is connected between the output section DIFF_VOUT0 and the second power line Lvss.
- the capacitive element Cv DIFFOUT0_VDD is connected between the first power supply line Lvdd and the gate of the transistor M6.
- power supply noise can be cancelled by adjusting the capacitance elements Cv SFOUT_VSS1 , Cv SFOUT_VSS2 and/or Cv DIFFOUT0_VDD .
- Twenty-ninth embodiment 36 is a circuit diagram showing a configuration example of the capacitance element according to the 29th embodiment.
- capacitance elements Cv SFOUT_VSS1 and Cv SFOUT_VSS2 instead of the input side capacitance elements Cv SFOUT_VSS1 and Cv SFOUT_VSS2 , capacitance elements Cv SFOUT_VDD1 and Cv SFOUT_VDD2 connected to the first power supply line Lvdd are provided.
- the capacitance element Cv SFOUT_VDD1 is connected between the gate of the transistor M1 and the first power supply line Lvdd.
- One of the two capacitance elements Cv SFOUT_VDD2 is connected between the input section IN_DAC and the first power supply line Lvdd.
- the other of the two capacitance elements Cv SFOUT_VDD2 is connected between the input section IN_VSL and the first power supply line Lvdd.
- both the capacitance element Cv SFOUT_VDD1 and the two capacitance elements Cv SFOUT_VDD2 may be provided, only one of the capacitance element Cv SFOUT_VDD1 or the two capacitance elements Cv SFOUT_VDD2 may be provided.
- the input side configuration is the same as that of Fig. 32.
- the two capacitance elements Cv SFOUT_VSS2 are provided, the input side configuration is the same as that of Fig. 31.
- the configuration on the output side can be the same as in the 28th embodiment.
- power supply noise can be canceled by adjusting the capacitance elements Cv SFOUT_VDD1 , Cv SFOUT_VDD2 and/or Cv DIFFOUT0_VDD .
- FIG. 37 is a circuit diagram showing a configuration example of a capacitive element according to the 30th embodiment.
- the 30th embodiment is a single-type amplifier, but the positional relationship and the conductivity type of the transistors M1 and M5 are different from those of the 28th embodiment.
- the positional relationship and the conductivity type of the transistors M6 and M7 are also different from those of the 28th embodiment.
- the transistor M1 is connected between the first power supply line Lvdd and the drain of the transistor M5.
- the transistor M1 is a P-type MOSFET.
- the transistor M5 is connected between the second power supply line Lvss and the drain of the transistor M1.
- the transistor M5 is an N-type MOSFET.
- the configuration of the input section DIFF_DAC side may be the same as that of FIG. 36. That is, the capacitance element Cv SFOUT_VDD1 is connected between the gate of the transistor M1 and the first power supply line Lvdd. One of the two capacitance elements Cv SFOUT_VDD2 is connected between the input section IN_DAC and the first power supply line Lvdd. The other of the two capacitance elements Cv SFOUT_VDD2 is connected between the input section IN_VSL and the first power supply line Lvdd.
- the capacitive element Cv DIFFOUT0_VSS is connected between the second power supply line Lvss and the gate of the transistor M6.
- power supply noise can be canceled by adjusting the capacitance elements Cv SFOUT_VDD1 , Cv SFOUT_VDD2 and/or Cv DIFFOUT0_VSS .
- Thirty-first embodiment 38 is a circuit diagram showing a configuration example of the capacitance element according to the 31st embodiment.
- capacitance elements Cv SFOUT_VDD1 and Cv SFOUT_VDD2 instead of the input side capacitance elements Cv SFOUT_VDD1 and Cv SFOUT_VDD2 , capacitance elements Cv SFOUT_VSS1 and Cv SFOUT_VSS2 connected to the second power supply line Lvdd are provided.
- the capacitance element Cv SFOUT_VSS1 is connected between the gate of the transistor M1 and the second power supply line Lvss.
- One of the two capacitance elements Cv SFOUT_VSS2 is connected between the input section IN_DAC and the second power supply line Lvss.
- the other of the two capacitance elements Cv SFOUT_VSS2 is connected between the input section IN_VSL and the second power supply line Lvss. Both the capacitive element Cv SFOUT_VSS1 and the two capacitive elements Cv SFOUT_VSS2 may be provided, but only one of the capacitive element Cv SFOUT_VSS1 or the two capacitive elements Cv SFOUT_VSS2 may be provided.
- power supply noise can be canceled by adjusting the capacitance elements Cv SFOUT_VSS1 , Cv SFOUT_VSS2 and/or Cv DIFFOUT0_VSS .
- This technology can be configured as follows:
- a first power supply line transmitting a first power supply voltage; a second power supply line transmitting a second power supply voltage different from the first power supply voltage; a first input unit for inputting a reference signal to be compared with a pixel signal from a pixel that photoelectrically converts light into a pixel signal; A second input unit that inputs the pixel signal; a comparator circuit including first and second paths whose voltage states correspond to a magnitude relationship between a voltage of the first input section and a voltage of the second input section, and an output section connected to the second path, and which logically inverts an output signal from the output section based on the voltage of the first input section and the voltage of the second input section; at least one of a first capacitance element provided between the first power supply line and the first input section or the first path, or between the second power supply line and the first input section or the first path, and a second capacitance element provided between the first power supply line and the second input section or the second path, or between the second power supply line and the second input
- the first capacitance element is composed of a plurality of first partial capacitance elements, first electrodes of the plurality of first partial capacitance elements are commonly connected to either the first input section or the first path;
- the second capacitance element is composed of a plurality of second partial capacitance elements, third electrodes of the plurality of second partial capacitance elements are commonly connected to either the second input section or the second path;
- the first adjustment unit includes a first switch connected between the first capacitance element and the first and second power supply lines and configured to selectively connect the first capacitance element to either the first or second power supply line.
- the second adjustment unit includes a second switch connected between the second capacitance element and the first and second power supply lines and configured to selectively connect the second capacitance element to either the first or second power supply line.
- the first adjustment unit includes a plurality of first switches connected between second electrodes of the plurality of first partial capacitance elements and the first and second power supply lines, and selectively connecting the second electrodes of the plurality of first partial capacitance elements to either the first or second power supply line, respectively.
- the second adjustment unit includes a plurality of second switches connected between the fourth electrodes of the plurality of second partial capacitance elements and the first and second power supply lines, and selectively connecting the fourth electrodes of the plurality of second partial capacitance elements to either the first or second power supply line, respectively.
- the imaging device according to (7) or (9), further comprising a register that stores a control signal for controlling the second switch.
- the imaging device according to any one of (6), (8), and (10), wherein the first switch is a logic circuit selected from the group consisting of a CMOS inverter, a NAND gate, and a NOR gate.
- the imaging device according to any one of (7), (9), and (11), wherein the second switch is a logic circuit selected from the group consisting of a CMOS inverter, a NAND gate, and a NOR gate.
- the first adjustment unit includes a third switch connected between the first capacitance element and the first path and between the first capacitance element and the first power supply line, and configured to selectively connect the first capacitance element to either the first path or the first power supply line;
- the second adjustment unit includes a fourth switch connected between the second capacitance element and the output unit, and between the second capacitance element and the first power supply line, and configured to selectively connect the second capacitance element to either the output unit or the first power supply line.
- the first adjustment unit includes a third switch connected between the first capacitance element and the first path and between the first capacitance element and the second power supply line, and configured to selectively connect the first capacitance element to either the first path or the second power supply line;
- the second adjustment unit includes a fourth switch connected between the second capacitive element and the output unit, and between the second capacitive element and the second power supply line, and configured to selectively connect the second capacitive element to either the output unit or the second power supply line.
- the first adjustment unit includes a plurality of third switches connected between the plurality of first partial capacitance elements and the first path, and between the plurality of first partial capacitance elements and the first power supply line, and selectively connect each of the plurality of first partial capacitance elements to either the first path or the first power supply line.
- the second adjustment unit includes a plurality of second switches connected between the plurality of second partial capacitance elements and the output unit, and between the plurality of second partial capacitance elements and the first power supply line, and each of the plurality of second partial capacitance elements selectively connects to either the output unit or the first power supply line.
- the first adjustment unit includes a plurality of third switches connected between the plurality of first partial capacitance elements and the first path, and between the plurality of first partial capacitance elements and the second power supply line, and selectively connect each of the plurality of first partial capacitance elements to either the first path or the second power supply line.
- the second adjustment unit includes a plurality of second switches connected between the plurality of second partial capacitance elements and the output unit, and between the plurality of second partial capacitance elements and the second power supply line, and each of the plurality of second partial capacitance elements selectively connects to either the output unit or the second power supply line.
- a first power supply line transmitting a first power supply voltage; a second power supply line transmitting a second power supply voltage different from the first power supply voltage; a first input unit for inputting a reference signal to be compared with a pixel signal from a pixel that photoelectrically converts light into a pixel signal; A second input unit that inputs the pixel signal; a comparison circuit including a first path that is in a voltage state according to a magnitude relationship between a voltage of the first input section and a voltage of the second input section, and an output section connected to the first path, and that logically inverts an output signal from the output section based on the voltage of the first input section and the voltage of the second input section; at least one of a first capacitance element provided between the first power supply line and the first input section or between the second power supply line and the first input section, and a second capacitance element provided between the first power supply line and the second input section or between the second power supply line and the second input section;
- An imaging device comprising: at least
- a first power supply line transmitting a first power supply voltage; a second power supply line transmitting a second power supply voltage different from the first power supply voltage; an input unit for inputting a signal corresponding to a difference voltage between a reference signal to be compared with a pixel signal from a pixel that photoelectrically converts light into a pixel signal; a comparison circuit including a first path that is in a voltage state corresponding to a voltage of the input section and an output section connected to the first path, the comparison circuit logically inverting an output signal from the output section based on the voltage of the input section; a first capacitance element provided between the first power supply line and the input section or between the second power supply line and the input section; a first adjustment unit capable of adjusting the capacitance of the first capacitive element.
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Abstract
[課題]コンパレータの高周波ノイズを抑制する撮像装置を提供する。 [解決手段]撮像装置は、第1電源線と、第2電源線と、参照信号を入力する第1入力部と、画素信号を入力する第2入力部と、第1入力部の電圧と第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1および第2経路、および、第2経路に接続された出力部を含み、第1入力部の電圧と第2入力部の電圧とに基づいて出力部の信号を論理反転させる比較回路と、第1電源線と第1入力部あるいは第1経路との間、または、第2電源線と第1入力部あるいは第1経路との間に設けられた第1容量素子、および、第1電源線と第2入力部あるいは第2経路との間、または、第2電源線と第2入力部あるいは第2経路との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える。
Description
本開示は、撮像装置に関する。
CIS(CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)Image Sensor)等の撮像装置において、電源電圧の揺れは、ノイズとなり横縞として画像に現れる。このようなPSRR(Power Supply Rejection Ratio)の対策として電源ノイズを低減することが望まれている。
しかし、撮像装置の微細化に伴い、隣接する配線間の間隔が狭くなり、PSRRの原因となる寄生容量が増大する。また、隣接する配線間の間隔が狭くなると、隣接する配線間にシールド配線を配置することも困難となる。従って、従来のノイズキャンセル装置(特許文献1)では、コンパレータで発生する高周波ノイズによるPSSRを抑制することが困難であった。
そこで、本開示では、コンパレータにおける高周波ノイズを抑制することができる撮像装置を提供する。
本開示の一側面の撮像装置は、第1電源電圧を伝達する第1電源線と、第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、光を画素信号に光電変換する画素からの画素信号と比較される参照信号を入力する第1入力部と、画素信号を入力する第2入力部と、第1入力部の電圧と第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1および第2経路、および、第2経路に接続された出力部を含み、第1入力部の電圧と第2入力部の電圧とに基づいて出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、第1電源線と第1入力部あるいは第1経路との間、または、第2電源線と第1入力部あるいは第1経路との間に設けられた第1容量素子、および、第1電源線と第2入力部あるいは第2経路との間、または、第2電源線と第2入力部あるいは第2経路との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える。
第1容量素子の容量と第2容量素子の容量はほぼ等しくてもよい。
撮像装置は、第1電源線と出力部との間に設けられた第3容量素子をさらに備えてもよい。
第1容量素子は、複数の第1部分容量素子で構成され、複数の第1部分容量素子の第1電極は第1入力部または第1経路のいずれか一方に共通に接続されており、複数の第1部分容量素子の第2電極は、第1調整部を介してそれぞれ第1または第2電源線に選択的に接続されていてもよい。
第2容量素子は、複数の第2部分容量素子で構成され、複数の第2部分容量素子の第3電極は第2入力部または第2経路のいずれか一方に共通に接続されており、複数の第2部分容量素子の第4電極は、第2調整部を介してそれぞれ第1または第2電源線に選択的に接続されていてもよい。
第1調整部は、第1容量素子と第1および第2電源線との間に接続され、第1容量素子を第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第1スイッチを含んでもよい。
第2調整部は、第2容量素子と第1および第2電源線との間に接続され、第2容量素子を第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第2スイッチを含んでもよい。
第1調整部は、複数の第1部分容量素子の第2電極と第1および第2電源線との間に接続され、複数の第1部分容量素子の第2電極をそれぞれ第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第1スイッチを含んでもよい。
第2調整部は、複数の第2部分容量素子の第4電極と第1および第2電源線との間に接続され、複数の第2部分容量素子の第4電極をそれぞれ第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含んでもよい。
撮像装置は、第1スイッチを制御する制御信号を記憶するレジスタをさらに備えてもよい。
撮像装置は、第2スイッチを制御する制御信号を記憶するレジスタをさらに備えてもよい。
第1スイッチは、CMOS(Complementary MOS)インバータ、NANDゲート、NORゲートのいずれかの論理回路でもよい。
第2スイッチは、CMOSインバータ、NANDゲート、NORゲートのいずれかの論理回路でもよい。
第1調整部は、第1容量素子と第1経路との間、並びに、第1容量素子と第1電源線との間に接続され、第1容量素子を第1経路または第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する第3スイッチを含み、第2調整部は、第2容量素子と出力部との間、並びに、第2容量素子と第1電源線との間に接続され、第2容量素子を出力部または第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する第4スイッチを含んでもよい。
第1調整部は、第1容量素子と第1経路との間、並びに、第1容量素子と第2電源線との間に接続され、第1容量素子を第1経路または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第3スイッチを含み、第2調整部は、第2容量素子と出力部との間、並びに、第2容量素子と第2電源線との間に接続され、第2容量素子を出力部または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第4スイッチを含んでもよい。
第1調整部は、複数の第1部分容量素子と第1経路との間、並びに、複数の第1部分容量素子と第1電源線との間に接続され、複数の第1部分容量素子をそれぞれ第1経路または第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第3スイッチを含んでもよい。
第2調整部は、複数の第2部分容量素子と出力部との間、並びに、複数の第2部分容量素子と第1電源線との間に接続され、複数の第2部分容量素子をそれぞれ出力部または第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含んでもよい。
第1調整部は、複数の第1部分容量素子と第1経路との間、並びに、複数の第1部分容量素子と第2電源線との間に接続され、複数の第1部分容量素子をそれぞれ第1経路または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第3スイッチを含んでもよい。
第2調整部は、複数の第2部分容量素子と出力部との間、並びに、複数の第2部分容量素子と第2電源線との間に接続され、複数の第2部分容量素子をそれぞれ出力部または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含んでもよい。
本開示の一側面の撮像装置は、第1電源電圧を伝達する第1電源線と、第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、光を画素信号に光電変換する画素からの画素信号と比較される参照信号を入力する第1入力部と、画素信号を入力する第2入力部と、第1入力部の電圧と第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1経路、および、第1経路に接続された出力部を含み、第1入力部の電圧と第2入力部の電圧とに基づいて出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、第1電源線と第1入力部との間、または、第2電源線と第1入力部との間に設けられた第1容量素子、および、第1電源線と第2入力部との間、または、第2電源線と第2入力部との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える。
本開示の一側面の撮像装置は、第1電源電圧を伝達する第1電源線と、第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、光を画素信号に光電変換する画素からの画素信号と比較される参照信号と画素信号との差分電圧に応じた信号を入力する入力部と、入力部の電圧に応じた電圧状態となる第1経路、および、第1経路に接続された出力部を含み、入力部の電圧に基づいて出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、第1電源線と入力部との間、または、第2電源線と入力部との間に設けられた第1容量素子と、第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部と、を備える。
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態による撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。撮像装置1は、例えば、車載用の測距装置等のCISに用いられ得る。
図1は、第1実施形態による撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。撮像装置1は、例えば、車載用の測距装置等のCISに用いられ得る。
撮像装置1は、図示しない半導体基板上に設けられた画素領域21と、同じ半導体基板上に設けられた周辺回路部とを有する。周辺回路部は、例えば、垂直駆動部22、カラム処理部23、水平駆動部24、およびシステム制御部25、信号処理部26およびデータ格納部27等から構成されている。
画素領域21は、行方向および列方向の行列状に2次元配置された複数の画素10を有する。画素10は、受光した光量に応じた電荷を生成し、その電荷に応じた信号を出力する。すなわち、画素10は、入射した光を光電変換し、その結果得られた電荷に応じた信号(画素信号)を出力する。尚、行方向は、図1において横方向であり、列方向は縦方向である。
画素領域21においては、行列状の画素配列に対して、画素行ごとに画素駆動線28が行方向に沿って配線されるとともに、各画素列に2つの垂直信号線VSLが列方向に沿って配線されている。例えば、画素駆動線28は、画素10から信号を読み出す際の駆動を行うための駆動信号を伝送する。なお、図1では、画素駆動線28について1本の配線として示しているが、1本に限られるものではない。画素駆動線28の一端は、垂直駆動部22の各行に対応した出力端に接続されている。
垂直駆動部22は、シフトレジスタ、アドレスデコーダ等によって構成され、画素領域21の各画素10を全画素同時あるいは行単位等で駆動する。すなわち、垂直駆動部22は、垂直駆動部22を制御するシステム制御部25とともに、画素領域21の各画素10の動作を制御する駆動部を構成している。
垂直駆動部22による駆動制御に応じて画素行の各画素10から出力される検出信号は、垂直信号線VSLを通してカラム処理部23に入力される。カラム処理部23は、各画素10から垂直信号線VSLを通して出力される検出信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の検出信号を一時的に保持する。具体的には、カラム処理部23は、信号処理としてノイズ除去処理やAD(Analog-to-Digital)変換処理等を行う。
水平駆動部24は、シフトレジスタ、アドレスデコーダ等によって構成され、カラム処理部23の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。水平駆動部24による選択走査により、カラム処理部23において単位回路ごとに信号処理された検出信号が順番に出力される。
システム制御部25は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等によって構成され、そのタイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、垂直駆動部22、カラム処理部23、および水平駆動部24などの駆動制御を行う。
信号処理部26は、演算処理機能を有し、カラム処理部23から出力される検出信号に基づいて演算処理等の種々の信号処理を行う。例えば、信号処理部26は、データ格納部27は、信号処理部26での信号処理に必要なデータを一時的に格納する。
尚、周辺回路部の全部または一部は、画素領域21とは別の基板上に設けてもよい。この場合、周辺回路部の全部または一部の基板と画素領域21の基板とは配線接合(Cu-Cu接合)のために貼合されてもよい。
例えば、図2は、画素領域21の半導体チップ511と周辺回路部の半導体チップ512とを積層した撮像装置1の例を示す概念図である。このように、撮像装置1は、積層される2枚の半導体チップ511および512で構成されてもよい。
半導体チップ511の画素領域21と半導体チップ512の周辺回路部は、例えば、ビア領域513およびビア領域514に設けられたTSV(Through Silicon Via)のような貫通電極等を用いて電気的に接続してもよい。また、画素領域21の半導体チップ511の配線と周辺回路部の半導体チップ511の配線とを接触させるように、両方の半導体チップを貼り合わせてもよい(Cu-Cu接合)。さらに、画素領域21および周辺回路部の一部を1つの半導体チップとして構成し、その他の構成を他の半導体チップとして構成してもよい。半導体チップの積層数は、3層以上であってもよい。
図3は、撮像装置のより詳細な構成例を示す図である。撮像装置1は、ノイズキャンセル装置11と、電源部12と、画素10と、DAC回路100と、キャパシタC3、C4と、コンパレータCM1と、定電流源V2とを備える。なお、画素10は、2次元に配列された複数の画素10のうちの1つの画素である。また、ノイズキャンセル装置11、電源部12、DAC回路100、キャパシタC3、C4、コンパレータCM1、および、定電流源V2は、信号処理部26に含まれる構成要素である。
ノイズキャンセル装置11は、電源部12の電圧をサンプリングおよびホールド(以下、S/Hと称する)して得たDC成分を電流変換してゲイン調整後、DAC回路100が出力するランプ信号RMPに重畳してコンパレータCM1に入力することで、電源揺れに起因するノイズ(以下、電源ノイズともいう)を除去(キャンセル)する。
電源部12は、電源線12aを介して画素10へ電力を供給する電源である。電源部12は、画素10への供給電力をノイズキャンセル装置11にも供給する。
画素10は、MOSFETである(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)トランジスタt1~t5と、キャパシタC1、C2とを備える。なお、トランジスタt1~t5のうち、トランジスタt1~t3は、P型MOSFETであり、トランジスタt4、t5は、N型MOSFETである。トランジスタt1~t3はN型MOSFETであってもよい。
トランジスタt1のソースは、電源部12の電源線12aに接続され、トランジスタt1のドレインは、トランジスタt2のソース、キャパシタC1および定電流源V1の接続ノードに接続される。トランジスタt2のドレインは、トランジスタt3のドレイン、トランジスタt4のゲートおよびキャパシタC2の接続ノードに接続される。トランジスタt3のソースは、電源線12aに接続される。トランジスタt4のドレインは、電源線に接続され、トランジスタt4のソースは、トランジスタt5のドレインに接続される。トランジスタt5のソースは、キャパシタC3および定電流源V2に接続される。
DAC回路100は、ランプ信号RMPをコンパレータCM1の反転入力端子に入力する。このランプ信号RMPは、画素10から出力された画素信号をA/D(Analog to Digital)変換するための参照信号として用いられる。DAC回路100は、例えば、BGR(Band Gap Reference)等の定電圧源V3と、トランジスタt100~t106と、抵抗R100、R101と、増幅器AMP1とを備える。トランジスタt100~t105のうち、トランジスタt100、t101,t104、t105は、P型MOSFETであり、トランジスタt102、t103、t106は、N型MOSFETである。
トランジスタt100のソースは、所定の電源線に接続され、トランジスタt100のドレインは、トランジスタt106のドレインに接続される。増幅器AMP1は、非反転入力端子に定電圧源V3が接続され、反転入力端子に抵抗R100の一端とトランジスタt106のソースが接続される。また、トランジスタt101のソースは、所定の電源線に接続される。トランジスタt101のドレインは、トランジスタt102のドレインに接続されるとともに、自己のゲートおよびトランジスタt103のゲートとの間に接続される。トランジスタt102のソースは、グランド線に接続される。トランジスタt103のソースは、グランド線に接続される。トランジスタt103のドレインは、トランジスタt104のドレインに接続されるとともに、トランジスタt104のゲートおよびトランジスタt105のゲートの間に接続される。トランジスタt104のソースは、所定の電源線に接続される。トランジスタt105のソースは、所定の電源線に接続され、トランジスタt105のドレインは、コンパレータCM1および抵抗R101の間に接続される。
コンパレータCM1は、画素10から画素信号が入力される非反転入力端子(以下、プラス端子ともいう)と、DAC回路100のランプ信号RMPにノイズキャンセル装置1のノイズキャンセル信号を重畳させた信号が入力される非反転入力端子(以下、マイナス端子ともいう)とを有する。
すなわち、コンパレータCM1のプラス端子には、電源ノイズが含まれた画素信号が入力され、マイナス端子には、ノイズキャンセル装置1で生成した電源ノイズと同じ信号が重畳したランプ信号RMPが入力される。これにより、コンパレータCMにおいて、画素信号に含まれる電源ノイズが同相キャンセルされる。
しかし、配線間の寄生容量により高周波の電源ノイズが、コンパレータCM1内に混入する。ノイズキャンセル装置11だけではコンパレータCM1内の高周波電源ノイズを除去できない。
そこで、本実施形態による撮像装置1は、図4のようなコンパレータCM1を備える。
図4は、第1実施形態によるコンパレータの構成例を示す回路図である。コンパレータCM1は、第1電源線Lvddと、第2電源線Lvssと、第1入力部IN_DACと、第2入力部IN_VSLと、トランジスタM1~M7と、容量素子Cin_DAC、Cin_VSL、Cbandw、CvDIFF1_VSS、CvDIFFOUT0_VSS、Coutと、出力部DIFF_VOUT0とを備えている。尚、CpDIFF1_VDD、CpDIFF1_VSS、CpDIFFOUT0_VDD、CpDIFFOUT0_VSSは、寄生容量であり、仮想的に図示している。
第1電源線Lvddは、高レベル電圧VDDを伝達する電源線である。第2電源線Lvssは、低レベル電圧(例えば、接地電圧)VSSを伝達する電源線である。コンパレータCM1は、第1電源線Lvddと第2電源線Lvssとの間に接続され電力供給を受ける。
第1入力部IN_DACは、容量素子Cin_DACを介してDAC回路100の出力SFOUTに接続されている。第1入力部IN_DACは、画素信号と比較される参照信号としてのランプ信号RMPをDAC回路100から受ける。ランプ信号RMPは、時間の経過に従ってほぼ一定の勾配で降下または上昇するスロープ電圧を有する信号である。
第2入力部IN_VSLは、容量素子Cin_VSLを介して垂直信号線VSLに接続されている。第2入力部IN_VSLは、画素10からの画素信号を受ける。画素信号は、リセット状態の画素10の電気信号、または、入射光の光量に応じた電気信号であり、1度の検出時においてはほぼ一定の電圧である。
トランジスタM1、M2、M5、M7は、例えば、N型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。トランジスタM3,M4、M6は、例えば、P型MOSFETである。
トランジスタM1のドレインは、トランジスタM3のドレイン、ゲートおよび容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極に接続されている。トランジスタM1のソースは、トランジスタM5のドレインおよびトランジスタM2のソースに接続されている。トランジスタM1のゲートは、第1入力部IN_DACに接続されている。
トランジスタM2のドレインは、トランジスタM4のドレインおよび出力部DIFF_VOUT0に接続されている。トランジスタM2のソースは、トランジスタM1のソースとともにトランジスタM5のドレインに接続されている。トランジスタM2のゲートは、第2入力部IN_VSLに接続されている。
トランジスタM3のドレインは、自身のゲート、トランジスタM1のドレインおよび容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極に接続されている。トランジスタM3のソースは、第1電源線Lvddに接続されている。トランジスタM3のゲートは、自身のドレインおよびトランジスタM4のゲートに接続されている。
トランジスタM4のドレインは、トランジスタM2のドレインおよび出力部DIFF_VOUT0に接続されている。トランジスタM4のソースは、第1電源線Lvddに接続されている。トランジスタM4のゲートは、トランジスタM3のゲートおよびドレインに接続されている。トランジスタM3、M4は、カレントミラー回路を構成する。
トランジスタM5のドレインは、トランジスタM1、M2のソースに接続されている。トランジスタM5のソースは、第2電源線Lvssに接続されている。トランジスタM5のゲートは、システム制御部25に接続され、定電流を流すように電圧設定される。トランジスタM1~M5は、差動回路を構成する。以下、トランジスタM1~M5全体を“差動回路”とも呼ぶ。
トランジスタM6のドレインは、トランジスタM7のドレインに接続されている。トランジスタM6のソースは、第1電源線Lvddに接続されている。トランジスタM6のゲートは、トランジスタM2、M4のドレイン、容量素子Cbandwの一方の電極、および、容量素子CvDIFFOUT0_VSSの一方の電極に接続されている。トランジスタM6のゲートは、差動回路の出力部DIFF_VOUT0に接続されている。トランジスタM6は、差動回路の出力部DIFF_VOUT0の電圧によって導通状態(オン)または非導通状態(オフ)に制御される。
トランジスタM7のドレインは、トランジスタM6のドレインに接続されている。トランジスタM7のソースは、第2電源線Lvssに接続されている。トランジスタM7のゲートは、容量素子Coutの一方の電極に接続されており、所定電圧がサンプルホールドされる。トランジスタM7は、定電流源として機能する。
トランジスタM1~M5は、差動回路を構成している。トランジスタM3、M4は、カレントミラー回路を構成しており、トランジスタM1、M2のそれぞれに等しい電流を流す。トランジスタM1、M3は、第1経路P1を構成し、第1電源線LvddからトランジスタM5を介して第2電源線Lvssへ電流を流す。第1経路P1は、ランプ信号RMPの電圧Vrmpによる第1入力部IN_DACの電圧と垂直信号線VSLの電圧(画素信号の電圧)Vvslによる第2入力部IN_VSLの電圧との大小関係に応じた電圧状態になる。トランジスタM2、M4は、第2経路P2を構成し、第1電源線LvddからトランジスタM5を介して第2電源線Lvssへ電流を流す。第2経路P2は、第1入力部IN_DACの電圧と第2入力部IN_VSLの電圧との大小関係に応じた電圧状態になる。これにより、ランプ信号RMPの電圧Vrmpによる第1入力部IN_DACの電圧が垂直信号線VSLの電圧Vvslによる第2入力部IN_VSLの電圧よりも高い場合に、出力部DIFF_VOUT0は、高レベル電圧となり、トランジスタM6が非導通状態となる。これにより、トランジスタM6のドレイン電圧(コンパレータCM1の出力電圧)が低レベル電圧になる。第1入力部IN_DACの電圧が第2入力部IN_VSLの電圧よりも低い場合に、出力部DIFF_VOUT0は、低レベル電圧となり、トランジスタM6が導通状態となる。これにより、トランジスタM6のドレイン電圧(コンパレータCM1の出力電圧)が高レベル電圧になる。即ち、第1入力部IN_DAC電圧が第2入力部IN_VSL電圧よりも高電圧から低電圧へ交差したときに、差動回路M1~M5は、出力部DIFF_VOUT0の出力信号を高レベル電圧から低レベル電圧へ論理反転させる。これにより、コンパレータCM1の出力電圧は、低レベル電圧から高レベル電圧へ論理反転する。
容量素子Cbandwの一方の電極は、トランジスタM2、M4のドレイン、トランジスタM6のゲートおよび容量素子CvDIFFOUT0_VSSの一方の電極に接続されている。容量素子Cbandwの他方の電極は、第1電源線Lvddに接続されている。つまり、容量素子Cbandwは、第1電源線Lvddと出力部DIFF_VOUT0との間に接続されている。容量素子Cbandwは、帯域制限容量であり、第1電源線Lvddの電源電圧VDDに混入するノイズをトランジスタM6のゲートに伝達する。電源電圧VDDのノイズは、トランジスタM6のソースにも伝達される。従って、理想的には、トランジスタM6のソース-ゲート間の電圧差Vgsにおいて、電源電圧VDDのノイズがキャンセルされる。この場合、トランジスタM6は、電源電圧VDDのノイズに依存せず、差動回路M1~M5の出力部DIFF_VOUT0の電圧によって動作することができる。
しかし、垂直信号線VSL等の隣接するカラム配線間の間隔が狭くなり、PSRRの原因となる寄生容量がコンパレータCM1内において増大している。例えば、寄生容量CpDIFF1_VDDは、第1電源線LvddとトランジスタM3およびトランジスタM1の接続ノードDIFF1との間に発生する寄生容量である。寄生容量CpDIFF1_VSSは、第2電源線LvssとノードDIFF1との間に発生する寄生容量である。寄生容量CpDIFFOUT0_VDDは、第1電源線Lvddと出力部DIFF_VOUT0との間に発生する寄生容量である。寄生容量CpDIFFOUT0_VSSは、第2電源線Lvssと出力部DIFF_VOUT0との間に発生する寄生容量である。
寄生容量CpDIFFOUT0_VDDは、容量素子Cbandwよりも小さく、同じ接続であるため、帯域制限容量とみなして無視できる。もし、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSが設けられていない場合、寄生容量CpDIFFOUT0_VDD、CpDIFF1_VSSおよびCpDIFFOUT0_VSSが無視できない。これらの寄生容量CpDIFFOUT0_VDD、CpDIFF1_VSSおよびCpDIFFOUT0_VSSは、電源電圧VDDのノイズ成分(特に、高周波成分)をノードDIFF1および出力部DIFF_VOUT0へ混入させてしまう。このようなノイズの高周波成分は、ノイズキャンセル装置11および容量素子Cbandwでは除去することはできない。
そこで、本実施形態では、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSが設けられている。容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSは、MOM(Metal Oxide Metal)、MIM(Metal Insulator Metal)、PIP(Poly-Si Insulator Poly-Si)、MOSFET等に代表される容量素子でよい。また、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSは、素子-配線間の寄生容量、配線-配線間の寄生容量、素子-ウェル間の寄生容量、配線-ウェル間の寄生容量、ウェル-ウェル間の寄生容量(拡散容量)、抵抗素子-ウェル間の寄生容量等でもよい。
容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極は、トランジスタM1、M3のドレイン(ノードDIFF1)に接続されている。容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極は、第2電源線Lvssに接続されている。つまり、容量素子CvDIFF1_VSSは、第1経路P1のノードDIFF1と第2電源線Lvssとの間に接続されている。寄生容量CpDIFF1_VSSは、容量素子CvDIFF1_VSSと同等以下の大きさであり、同じ接続であるため、まとめて容量素子CvDIFF1_VSSと表示する。
容量素子CvDIFFOUT0_VSSの一方の電極は、トランジスタM2、M4のドレインおよびトランジスタM6のゲート(出力部DIFF_VOUT0)に接続されている。容量素子CvDIFFOUT0_VSSの他方の電極は、第2電源線Lvssに接続されている。つまり、容量素子CvDIFFOUT0_VSSは、第2経路P2と第2電源線Lvssとの間に接続されている。寄生容量CpDIFFOUT0_VSSは、容量素子CvDIFFOUT0_VSSと同等以下の大きさであり、同じ接続であるため、まとめて容量素子CvDIFFOUT0_VSSと表示する。
容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSは、可変容量である。容量素子CvDIFF1_VSSは、寄生容量CpDIFF1_VDDとの間で電源電圧VDDを分圧し、ノードDIFF1に混入させるノイズを調整する。容量素子CvDIFFOUT0_VSSは、容量素子Cbandwとの間で電源電圧VDDを分圧し、出力部DIFF_VOUT0に混入させるノイズを調整する。容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSのそれぞれの容量を調整することによって、ノードDIFF1および出力部DIFF_VOUT0に混入させるノイズが調整される。ノードDIFF1および出力部DIFF_VOUT0に混入させるノイズを調整することによって、トランジスタM6のソース-ゲート間の電圧差Vgsのノイズをキャンセルすることができる。即ち、本実施形態では、容量素子CvDIFF1_VSSをノードDIFF1と第2電源線Lvssとの間に敢えて設け、容量素子CvDIFFOUT0_VSSを出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に敢えて設けることによって、電源ノイズをノードDIFF1および出力部DIFF_VOUT0に混入させることによって、トランジスタM6における電源電圧VDDのノイズをキャンセルしている。電源電圧VDDのノイズの高周波成分も除去することができる。
例えば、電源電圧VDDのノイズ(変動)ΔVDDとすると、出力部DIFF_VOUT0の振幅は、ΔVDD×(Cbandw)/(Cbandw+CvDIFFVOUT0_VSS)となる。トランジスタM6のソース-ゲート間の電圧差Vgsの変動は、ΔVDD×(CvDIFFVOUT0_VSS)/(Cbandw+CvDIFFVOUT0_VSS)となる。トランジスタM6の電圧差Vgsの変動をほぼゼロにするように、容量素子CvDIFF1_VSSが第1経路に高周波ノイズ電流を流す。即ち、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSに流れる高周波電流と同等の電流を容量素子CvDIFF1_VSSに流し、カレントミラー回路M3、M4が、電流をコピーして容量素子CvDIFFVOUT0_VSSに供給する。これにより、差動回路の動作に影響を与えることなく、ノイズ成分がキャンセルされて、トランジスタM6の電圧差Vgsの変動をほぼゼロにすることができる。
容量素子CvDIFF1_VSSおよび容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは基本的にほぼ等しくてよい。しかし、他の寄生容量によるノイズ混入もあり、実際には、容量素子CvDIFF1_VSSおよび容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの調整が必要となる。例えば、第1入力部IN_DAC側の周波数特性(周波数-ゲイン特性)および第2入力部IN_VSL側の周波数特性が等しくなるように容量素子CvDIFF1_VSSおよび容量素子CvDIFFVOUT0_VSSを調整する。これにより、PSRRが抑制される。
容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSは、撮像装置1の製品出荷前の試験工程で設定してもよい。これにより、プロセスばらつきにも対応した設定が可能である。また、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSは、撮像装置1の種類によってほぼ一定の容量値に設定できる場合もある。この場合、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSは、撮像装置1の種類ごとに設定してもよい。製品出荷前に設定する場合、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの容量は、調整後、固定してもよい。さらに、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSは、製品出荷後の調整時に設定してもよい。この場合、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの容量は、出荷後であっても変更可能にする。
図5は、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。コンパレータCM1は、スイッチSW1と、スイッチSW2と、レジスタRGとをさらに備えている。スイッチSW1およびレジスタRGは、第1調整部の一例である。スイッチSW2およびレジスタRGは、第2調整部の一例である。
スイッチSW1は、容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極と電源線Lvdd、Lvssとの間に接続されている。スイッチSW1は、容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を、第1電源線Lvddおよび第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に接続する。スイッチSW1が容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに接続すると、容量素子CvDIFF1_VSSは、図4に示す状態になり、ノイズキャンセルに用いられる。一方、スイッチSW1が容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を第1電源線Lvddに接続すると、容量素子CvDIFF1_VSSは、電源電圧VDDに接続される。この場合、容量素子CvDIFF1_VSSは、ノイズキャンセルに用いられない。
スイッチSW2は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極と電源線Lvdd、Lvssとの間に接続されている。スイッチSW2は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極を、第1電源線Lvddおよび第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に接続する。スイッチSW2が容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに接続すると、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは、図4に示す状態になり、ノイズキャンセルに用いられる。一方、スイッチSW2が容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極を第1電源線Lvddに接続すると、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは、電源電圧VDDに接続される。この場合、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは、ノイズキャンセルに用いられない。
このように、スイッチSW1、SW2は、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSをノイズキャンセルのためにノードDIFF1または出力部DIFF_VOUT0に実質的に接続または切断することができる。
スイッチSW1、SW2は、例えば、CMOS(Complementary MOS)インバータ、NANDゲート、NORゲート等の論理回路でよい。
レジスタRGは、スイッチSW1、SW2をそれぞれ個別に切り替える制御信号を記憶する。例えば、レジスタRGは、スイッチの個数と同じビット数のデジタル値を制御信号として記憶する。スイッチSW1、SW2の2つのスイッチが設けられている場合、レジスタRGは、スイッチSW1、SW2のそれぞれに対応する2ビットのデジタル値を制御信号として格納すればよい。例えば、デジタル値が“00”である場合には、スイッチSW1、SW2は、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSを第1電源線Lvddに接続する。デジタル値が“11”である場合には、スイッチSW1,SW2は、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSを第2電源線Lvssに接続する。デジタル値が“10”または “01”である場合には、スイッチSW1,SW2は、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSのいずれか一方を第1電源線Lvddに接続し、他方を第2電源線Lvssに接続する。
これにより、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSは、ノイズキャンセルのためにノードDIFF1または出力部DIFF_VOUT0に実質的に接続され、あるいは、切断される。
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。図6の例では、容量素子CvDIFF1_VSSは、複数の部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_n(nは2以上の整数)を備える。
図6は、第2実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。図6の例では、容量素子CvDIFF1_VSSは、複数の部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_n(nは2以上の整数)を備える。
複数の部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの一方の電極は、ノードDIFF1に共通に接続されている。複数の部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの他方の電極は、それぞれに対応する複数のスイッチSW1_1~SW1_nを介して第1電源線Lvddまたは第2電源線Lvssに接続されている。
第1調整部としての複数のスイッチSW1_1~SW1_nは、それぞれ複数の部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの他方の電極と第1および第2電源線Lvdd、Lvssとの間にそれぞれ接続されている。複数のスイッチSW1_1~SW1_nは、部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの他方の電極をそれぞれ第1電源線Lvddまたは第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に接続する。複数のスイッチSW1_1~SW1_nは、レジスタRGからの制御信号によってそれぞれ個別にオンまたはオフに制御される。これにより、スイッチSW1_1~SW1_nは、ノードDIFF1と第2電源線Lvssとの間に接続される部分容量素子の数を変更し、容量素子CvDIFF1_VSSの容量を調整することができる。
また、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは、複数の部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nを備える。
複数の部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nの一方の電極は、出力部DIFF_VOUT0に共通に接続されている。複数の部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nの他方の電極は、それぞれに対応する複数のスイッチSW2_1~SW2_nを介して第1電源線Lvddまたは第2電源線Lvssに接続されている。
第2調整部としての複数のスイッチSW2_1~SW2_nは、それぞれ複数の部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nの他方の電極と第1および第2電源線Lvdd、Lvssとの間にそれぞれ接続されている。複数のスイッチSW2_1~SW2_nは、部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nの他方の電極をそれぞれ第1電源線Lvddまたは第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に接続する。複数のスイッチSW2_1~SW2_nは、レジスタRGからの制御信号によってそれぞれ個別にオンまたはオフに制御される。これにより、スイッチSW2_1~SW2_nは、出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に部分容量素子を選択的に接続し、その接続される部分容量素子の数を変更することによって、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの容量を調整することができる。
スイッチSW1_1~SW1_n、SW2_1~SW2_nは、例えば、CMOSインバータ、NANDゲート、NORゲート等の論理回路でよい。
レジスタRGは、スイッチSW1_1~SW1_n、SW2_1~SW2_nを切り替える制御信号を記憶する。例えば、レジスタRGは、スイッチの個数と同じビット数のデジタル値を制御信号として記憶する。よって、レジスタRGは、2×nビットのデジタル値を格納すればよい。これにより、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSは、部分容量素子の単位で変更可能な可変容量素子となる。
容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSのそれぞれの容量を調整することによって、ノードDIFF1および出力部DIFF_VOUT0に混入させるノイズが調整される。ノードDIFF1および出力部DIFF_VOUT0に混入させるノイズを調整することによって、トランジスタM6のソース-ゲート間の電圧差Vgsのノイズをキャンセルすることができる。
第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同じである。従って、第2実施形態は、第1実施形態と同様の効果も得ることができる。
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。図7の例では、容量素子CvDIFF1_VSSの両側にそれぞれスイッチSW1、SW11が設けられている。容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの両側にスイッチSW2、SW12がそれぞれ設けられている。
図7は、第3実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。図7の例では、容量素子CvDIFF1_VSSの両側にそれぞれスイッチSW1、SW11が設けられている。容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの両側にスイッチSW2、SW12がそれぞれ設けられている。
スイッチSW1、SW2は、図5のそれらの構成と同様でよい。
スイッチSW11は、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極とノードDIFF1との間、並びに、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極と第1電源線Lvddとの間に接続されている。スイッチSW11は、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極をノードDIFF1または第1電源線Lvddのいずれか一方に選択的に切り替える。スイッチSW11は、レジスタRGからの制御信号によってオンまたはオフに制御される。
スイッチSW1、SW11は、同期して制御される。スイッチSW1が、容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を第1電源線Lvddに接続しているときには、スイッチSW11は、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極を第1電源線Lvddに接続する。これにより、容量素子CvDIFF1_VSSは、ノードDIFF1に接続されず、ノイズキャンセルに使用されない。
一方、スイッチSW1が、容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに接続しているときには、スイッチSW11は、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極をノードDIFF1に接続する。これにより、容量素子CvDIFF1_VSSは、ノードDIFF1と第2電源線Lvssとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
スイッチSW12は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極と出力部DIFF_VOUT0との間、並びに、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極と第1電源線Lvddとの間に接続されている。スイッチSW12は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極を出力部DIFF_VOUT0または第1電源線Lvddのいずれか一方に選択的に切り替える。スイッチSW12は、レジスタRGからの制御信号によってオンまたはオフに制御される。
スイッチSW2、SW12は、同期して制御される。スイッチSW2が、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極を第1電源線Lvddに接続しているときには、スイッチSW12は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極を第1電源線Lvddに接続する。これにより、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは、出力部DIFF_VOUT0に接続されず、ノイズキャンセルに使用されない。
一方、スイッチSW2が、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに接続しているときには、スイッチSW12は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極を出力部DIFF_VOUT0に接続する。これにより、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは、出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
スイッチSW11、SW12は、例えば、CMOSインバータなどの論理回路、NMOSスイッチ、PMOSスイッチ、CMOSスイッチを適用してよい。
レジスタRGは、スイッチSW1、SW2、SW11、SW12を切り替える制御信号を記憶する。この場合、制御信号は、4ビットのデジタル値でよい。
これにより、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSは、ノイズキャンセルのためにノードDIFF1または出力部DIFF_VOUT0に実質的に接続され、あるいは、切断される。
図7の例は、図5の例に比べて、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSをノイズキャンセルに使用しない場合、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSをDIFF1、DIFF_VOUT0から切り離すことができる。これにより、容量負荷が軽減され、コンパレータCM1の反転遅延を低減する効果がある。容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSをノイズキャンセルに使用しない場合、容量素子CvDIFF1_VSS、CvDIFFVOUT0_VSSの両電極を第1電源線Lvddに接続することにより、容量素子CpDIFF1_VSS、CpDIFFVOUT0_VSSの発生を抑制することができ、図4の構成に適しているという特徴がある。図7の例では、スイッチSW1、SW2を省略して、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極および容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を第1電源線Lvddに直接接続してもよい。
第3実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同じである。従って、第3実施形態は、第1実施形態と同様の効果も得ることができる。
(第4実施形態)
図8は、第4実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。図8の例では、容量素子CvDIFF1_VSSの両側にそれぞれスイッチSW1、SW11が設けられている。容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの両側にスイッチSW2、SW12がそれぞれ設けられている。これらの点で図7の例と同様である。
図8は、第4実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。図8の例では、容量素子CvDIFF1_VSSの両側にそれぞれスイッチSW1、SW11が設けられている。容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの両側にスイッチSW2、SW12がそれぞれ設けられている。これらの点で図7の例と同様である。
しかし、図8の例では、スイッチSW11は、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極と第2電源線Lvssとの間に接続されている。スイッチSW11は、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極をノードDIFF1または第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に切り替える。
容量素子CvDIFF1_VSSをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW1は、容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW11は、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極を第2電源線Lvssに接続する。
一方、容量素子CvDIFF1_VSSをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW1が、容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに接続したまま、スイッチSW11は、容量素子CvDIFF1_VSSの一方の電極をノードDIFF1に接続する。これにより、容量素子CvDIFF1_VSSは、ノードDIFF1と第2電源線Lvssとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
スイッチSW12は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極と第2電源線Lvssとの間に接続されている。スイッチSW12は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極を出力部DIFF_VOUT0または第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に切り替える。
容量素子CvDIFFVOUT0_VSSをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW2は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW12は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極を第2電源線Lvssに接続する。
一方、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW2が、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに接続したまま、スイッチSW12は、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの一方の電極を出力部DIFF_VOUT0に接続する。これにより、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは、出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
図8の例では、スイッチSW1、SW2を省略して、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの他方の電極および容量素子CvDIFF1_VSSの他方の電極を第2電源線Lvssに直接接続してもよい。
図8の例のその他の構成は、図7の例の構成と同じでよい。
第3および第4実施形態は、第2実施形態と組み合わせてもよい。
(第5実施形態)
図9は、第5実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。第5実施形態は、第2および第3実施形態と組み合わせである。
図9は、第5実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。第5実施形態は、第2および第3実施形態と組み合わせである。
容量素子CvDIFF1_VSSは、複数の部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nを備え、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは、複数の部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nを備える。
この場合、部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nに対応して、複数のスイッチSW1_1~SW1_n、並びに、複数のスイッチSW11_1~SW11_nを設ける。
複数のスイッチSW1_1~SW1_nの構成は、第2実施形態のそれらの構成と同じでよい。
複数のスイッチSW11_1~SW11_nは、それぞれ部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの一方の電極とノードDIFF1との間、並びに、容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの一方の電極と第1電源線Lvddとの間に接続される。複数のスイッチSW11_1~SW11_nは、部分容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの一方の電極をそれぞれノードDIFF1または第1電源線Lvddのいずれか一方に選択的に接続する。複数のスイッチSW11_1~SW11_nは、レジスタRGからの制御信号によってそれぞれ個別にオンまたはオフに制御される。スイッチSW11_1~SW11_nは、それぞれスイッチSW1_1~SW1_nと同期して制御される。これにより、スイッチSW1_1~SW1_nおよびスイッチSW11_1~SW11_nは、ノードDIFF1と第2電源線Lvssとの間に接続される部分容量素子の数を変更し、容量素子CvDIFF1_VSSの容量を調整することができる。
部分容量素子CvDIFF1_VSS_k(k=1~n)をノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW1_kは、部分容量素子CvDIFF1_VSS_kの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW11_kは、部分容量素子CvDIFF1_VSS_kの一方の電極を第1電源線Lvddに接続する。これにより、部分容量素子CvDIFF1_VSS_kは、ノードDIFF1に接続されず、ノイズキャンセルに使用されない。
一方、部分容量素子CvDIFF1_VSS_kをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW1_kは、部分容量素子CvDIFF1_VSS_kの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW11_kは、部分容量素子CvDIFF1_VSS_kの一方の電極をノードDIFF1に接続する。これにより、部分容量素子CvDIFF1_VSS_kは、ノードDIFF1と第2電源線Lvssとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
また、部分容量素子CvDIFFVOUT0_1~CvDIFFVOUT0_nに対応して、複数のスイッチSW2_1~SW2_n、並びに、複数のスイッチSW12_1~SW12_nを設ける。
複数のスイッチSW2_1~SW2_nの構成は、第2実施形態のそれらの構成と同じでよい。
複数のスイッチSW12_1~SW12_nは、それぞれ部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nの一方の電極と出力部DIFF_VOUT0との間、並びに、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_nの一方の電極と第1電源線Lvddとの間にそれぞれ接続される。複数のスイッチSW12_1~SW12_nは、部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nの一方の電極をそれぞれ出力部DIFF_VOUT0または第1電源線Lvddのいずれか一方に選択的に接続する。複数のスイッチSW12_1~SW12_nは、レジスタRGからの制御信号によってそれぞれ個別にオンまたはオフに制御される。スイッチSW12_1~SW12_nは、それぞれスイッチSW2_1~SW2_nと同期して制御される。これにより、スイッチSW2_1~SW2_nおよびスイッチSW12_1~SW12_nは、出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に接続される部分容量素子の数を変更し、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの容量を調整することができる。
部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_k(kは1~nのいずれか)をノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW2_kは、部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW12_kは、部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの一方の電極を第1電源線Lvddに接続する。
一方、部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW2_kは、部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW12_kは、部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの一方の電極を出力部DIFF_VOUT0に接続する。これにより、部分容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kは、出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
第5実施形態は、第2および第3実施形態の効果を得ることができる。
(第6実施形態)
図10は、第6実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。第6実施形態は、第2および第4実施形態と組み合わせである。
図10は、第6実施形態による容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFVOUT0_VSSの調整部の構成例を示す図である。第6実施形態は、第2および第4実施形態と組み合わせである。
図10の例では、スイッチSW11_1~SW11_nは、それぞれ容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの一方の電極と第2電源線Lvssとの間に接続されている。スイッチSW11_1~SW11_nは、容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの一方の電極をノードDIFF1または第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に切り替える。
容量素子CvDIFF1_VSS_kをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW1_kは、容量素子CvDIFF1_VSS_kの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW11_kは、容量素子CvDIFF1_VSS_kの一方の電極を第2電源線Lvssに接続する。
一方、容量素子CvDIFF1_VSS_kをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW1_kが、容量素子CvDIFF1_VSS_kの他方の電極を第2電源線Lvssに接続したまま、スイッチSW11_kは、容量素子CvDIFF1_VSS_kの一方の電極をノードDIFF1に接続する。これにより、容量素子CvDIFF1_VSS_kは、ノードDIFF1と第2電源線Lvssとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
スイッチSW12_kは、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの一方の電極と第2電源線Lvssとの間に接続されている。スイッチSW12_kは、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの一方の電極を出力部DIFF_VOUT0または第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に切り替える。
容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW2_kは、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW12_kは、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの一方の電極を第2電源線Lvssに接続する。
一方、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW2_kが、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの他方の電極を第2電源線Lvssに接続したまま、スイッチSW12_kは、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kの一方の電極を出力部DIFF_VOUT0に接続する。これにより、容量素子CvDIFFVOUT0_VSS_kは、出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
図10の例では、スイッチSW1_1~SW1_n、SW2_1~SW2_nを省略して、容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFFVOUT0_VSS_nの他方の電極および容量素子CvDIFF1_VSS_1~CvDIFF1_VSS_nの他方の電極を第2電源線Lvssに直接接続してもよい。
図10の例のその他の構成は、図9の例の構成と同じでよい。
(第7実施形態)
図11は、第7実施形態によるコンパレータの構成例を示す回路図である。第7実施形態では、定電流源として機能するトランジスタM5が第1電源線LvddとトランジスタM1、M2のソースとの間に接続されている。カレントミラーとして機能するトランジスタM3、M4が第2電源線LvssとトランジスタM1、M2のドレインとの間に接続されている。容量素子CoutおよびトランジスタM7も第1電源線Lvdd側に設けられている。
図11は、第7実施形態によるコンパレータの構成例を示す回路図である。第7実施形態では、定電流源として機能するトランジスタM5が第1電源線LvddとトランジスタM1、M2のソースとの間に接続されている。カレントミラーとして機能するトランジスタM3、M4が第2電源線LvssとトランジスタM1、M2のドレインとの間に接続されている。容量素子CoutおよびトランジスタM7も第1電源線Lvdd側に設けられている。
これに伴い、トランジスタM1~M7の導電型が第1実施形態のそれらの導電型と逆になっている。トランジスタM1、M2、M5およびM7は、P型MOSFETであり、トランジスタM3、M4およびM6は、N型MOSFETである。
また、容量素子CvDIFF1_VSSは、ノードDIFF1と第1電源線Lvddとの間に接続され、CvDIFFVOUT0_VSSは、出力部DIFF_VOUT0と第1電源線Lvddとの間に接続される。容量素子Cbandwは、出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に接続される。
第7実施形態の他の構成は、第1実施形態の構成と同じでよい。
このような構成では、電源ノイズを第1電源線Lvddから混入するが、本技術の効果は失われない。
容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSのそれぞれの容量を調整することによって、ノードDIFF1および出力部DIFF_VOUT0に混入させるノイズが調整される。ノードDIFF1および出力部DIFF_VOUT0に混入させるノイズを調整することによって、トランジスタM6のソース-ゲート間の電圧差Vgsのノイズをキャンセルすることができる。
トランジスタM6の電圧差Vgsの変動をほぼゼロにするように、容量素子CvDIFF1_VSSが第1経路に高周波ノイズ電流を流す。即ち、容量素子CvDIFFVOUT0_VSSに流れる高周波電流と同等の電流を容量素子CvDIFF1_VSSに流し、カレントミラー回路M3、M4が電流をコピーして容量素子CvDIFFVOUT0_VSSに供給する。これにより、差動回路の動作に影響を与えることなく、ノイズ成分がキャンセルされて、トランジスタM6の電圧差Vgsの変動をほぼゼロにすることができる。
容量素子CvDIFF1_VSSおよび容量素子CvDIFFVOUT0_VSSは基本的にほぼ等しくてよい。しかし、他の寄生容量によるノイズ混入もあり、実際には、容量素子CvDIFF1_VSSおよび容量素子CvDIFFVOUT0_VSSの調整が必要となる。例えば、第1入力部IN_DAC側の周波数特性(周波数-ゲイン特性)および第2入力部IN_VSL側の周波数特性が等しくなるように容量素子CvDIFF1_VSSおよび容量素子CvDIFFVOUT0_VSSを調整する。これにより、PSRRが抑制される。
容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSS、容量調整部としてのスイッチおよびレジスタの構成は、図5~図10のいずれの構成であってもよい。ただし、第1電源線Lvddと第2電源線Lvssとは入れ替える必要がある。
(第8実施形態)
図12は、第8実施形態によるコンパレータの構成例を示す回路図である。第8実施形態では、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSに代えて、容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDが設けられている。
図12は、第8実施形態によるコンパレータの構成例を示す回路図である。第8実施形態では、容量素子CvDIFF1_VSSおよびCvDIFFOUT0_VSSに代えて、容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDが設けられている。
容量素子CvSFOUT_VDDの一方の電極は、容量素子Cin_DACを介してトランジスタM1のゲートに接続されている。容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極は、第1電源線Lvddに接続されている。即ち、容量素子CvSFOUT_VDDは、差動回路M1~M5の入力部IN_DAC(ランプ信号RMPの入力)と第1電源線Lvddとの間に接続されている。
容量素子CvVSL_VDDの一方の電極は、容量素子Cin_VSLを介して、トランジスタM2のゲートに接続されている。容量素子CvVSL_VDDの他方の電極は、第1電源線Lvddに接続されている。即ち、容量素子CvVSL_VDDは、差動回路M1~M5の入力部IN_VSL(画素信号の入力)と第1電源線Lvddとの間に接続されている。
容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDは、可変容量である。容量素子vSFOUT_VDDは、寄生容量CpSFOUT_VSSとの間で電源電圧VDDを分圧し、入力部IN_DACに混入させるノイズを調整する。寄生容量CpSFOUT_VSSは、入力部IN_DACと第2電源線Lvssとの間の寄生容量である。容量素子CvVSL_VDDは、寄生容量CpVSL_VSSはとの間で電源電圧VDDを分圧し、入力部IN_VSLに混入させるノイズを調整する。容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDのそれぞれの容量を調整することによって、入力部IN_DAC、IN_VSLに混入させるノイズが調整される。入力部IN_DAC、IN_VSLに混入させるノイズを調整することによって、トランジスタM6のソース-ゲート間の電圧差Vgsのノイズをキャンセルすることができる。
例えば、電源電圧VDDのノイズ(変動)ΔVDDとすると、入力部IN_DACの振幅は、ΔVDD×*(CvSFOUT_VDD)/(CvSFOUT_VDD+CpSFOUT_VSS)となる。入力部IN_VSLの振幅は、ΔVDD×(CpVSL_VDD)/(CpVSL_VDD+CpVSL_VSS)となる。
電源電圧変動による入力部IN_DACとIN_VSLの振幅差は、差動対M1、M2において差電流に変換され、カレントミラー回路M3、M4は、差動対M1、M2による差電流を出力部DIFF_VOUT0に出力する。出力された差電流は、差動回路の出力抵抗と帯域制限容量Cbandwにより電圧に変換され、トランジスタM6の電圧差Vgs変動を発生させる。トランジスタM6の電圧差Vgsの変動をほぼゼロにするように、容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの大きさを調整し、入力部IN_DAC、IN_VSLに高周波ノイズ電流を流す。これにより、差動回路の動作に影響を与えることなく、ノイズ成分がキャンセルされて、トランジスタM6の電圧差Vgsの変動をほぼゼロにすることができる。
容量素子CvSFOUT_VDDおよび容量素子CvVSL_VDDは基本的にほぼ等しくてよい。しかし、他の寄生容量によるノイズ混入もあり、実際には、容量素子CvSFOUT_VDDおよび容量素子CvVSL_VDDの調整が必要となる。例えば、第1入力部IN_DAC側の周波数特性(周波数-ゲイン特性)および第2入力部IN_VSL側の周波数特性が等しくなるように容量素子CvSFOUT_VDDおよび容量素子CvVSL_VDDを調整する。これにより、PSRRが抑制される。尚、容量素子CvSFOUT_VDDを第1入力部IN_DACに、容量素子CvVSL_VDDを第2入力部IN_VSLに接続した例を示したが、容量素子CvSFOUT_VDDをトランジスタM1のゲートに、容量素子CvVSL_VDDをトランジスタM2のゲートに接続しても同様の効果が得られる。
第8実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同じでよい。これにより、第8実施形態は、第1実施形態と同じ効果を得ることができる。
図13は、容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。スイッチSW1およびレジスタRGは、第1調整部の一例である。スイッチSW2およびレジスタRGは、第2調整部の一例である。スイッチSW1、SW2およびレジスタRGの構成は、第1実施形態のそれらと同じでよい。ただし、スイッチSW1、SW2の動作が第1実施形態のそれらとは逆になる。
スイッチSW1は、容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極と電源線Lvdd、Lvssとの間に接続されている。スイッチSW1は、容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極を、第1電源線Lvddおよび第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に接続する。スイッチSW1が容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極を第1電源線Lvddに接続すると、容量素子CvSFOUT_VDDは、図12に示す状態になり、ノイズキャンセルに用いられる。一方、スイッチSW1が容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極を第2電源線Lvssに接続すると、容量素子CvSFOUT_VDDは、接地電圧VSSに接続される。この場合、容量素子CvSFOUT_VDDは、ノイズキャンセルに用いられない。
スイッチSW2は、容量素子CvVSL_VDDの他方の電極と電源線Lvdd、Lvssとの間に接続されている。スイッチSW2は、容量素子CvVSL_VDDの他方の電極を、第1電源線Lvddおよび第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に接続する。スイッチSW2が容量素子CvVSL_VDDの他方の電極を第1電源線Lvddに接続すると、容量素子CvVSL_VDDは、図12に示す状態になり、ノイズキャンセルに用いられる。一方、スイッチSW2が容量素子CvVSL_VDDの他方の電極を第2電源線Lvssに接続すると、容量素子CvVSL_VDDは、接地電圧VSSに接続される。この場合、容量素子CvVSL_VDDは、ノイズキャンセルに用いられない。
このように、スイッチSW1、SW2は、容量素子CvSFOUT_VDD、CvVSL_VDDをノイズキャンセルのために入力部IN_DACまたはIN_VSLに実質的に接続または切断することができる。
レジスタRGは、スイッチSW1、SW2をそれぞれ個別に切り替える制御信号を記憶する。例えば、レジスタRGは、スイッチの個数と同じビット数のデジタル値を制御信号として記憶する。スイッチSW1、SW2の2つのスイッチが設けられている場合、レジスタRGは、スイッチSW1、SW2のそれぞれに対応する2ビットのデジタル値を制御信号として格納すればよい。例えば、デジタル値が“00”である場合には、スイッチSW1、SW2は、容量素子CvSFOUT_VDD、CvVSL_VDDを第2電源線Lvssに接続する。デジタル値が“11”である場合には、スイッチSW1,SW2は、容量素子CvSFOUT_VDD、CvVSL_VDDを第1電源線Lvddに接続する。デジタル値が“10”または “01”である場合には、スイッチSW1、SW2は、容量素子CvSFOUT_VDD、CvVSL_VDDのいずれか一方を第2電源線Lvssに接続し、他方を第1電源線Lvddに接続する。
これにより、容量素子CvSFOUT_VDD、CvVSL_VDDは、ノイズキャンセルのために入力部IN_DACまたはIN_VSLに実質的に接続され、あるいは、切断される。
同様に、図6~図10の調整部を第8実施形態のコンパレータCM1に適用してもよい。
(第9実施形態)
図14は、第9実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。容量素子CvSFOUT_VDDは、複数の部分容量素子CvSFOUT_VDD_1~CvSFOUT_VDD_nを備える。
図14は、第9実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。容量素子CvSFOUT_VDDは、複数の部分容量素子CvSFOUT_VDD_1~CvSFOUT_VDD_nを備える。
複数の部分容量素子CvSFOUT_VD_1~CvSFOUT_VD_nの一方の電極は、入力部IN_DACに共通に接続されている。複数の部分容量素子CvSFOUT_VD_1~CvSFOUT_VD_nの他方の電極は、それぞれに対応する複数のスイッチSW1_1~SW1_nを介して第1電源線Lvddまたは第2電源線Lvssに接続されている。
複数のスイッチSW1_1~SW1_nの構成は、第2実施形態のそれらの構成と同じでよい。これにより、スイッチSW1_1~SW1_nは、入力部IN_DACと第1電源線Lvddとの間に接続される部分容量素子の数を変更し、容量素子CvSFOUT_VDの容量を調整することができる。
また、容量素子CvVSL_VDDは、複数の部分容量素子CvVSL_VDD_1~CvVSL_VDD_nを備える。
複数の部分容量素子CvVSL_VDD_1~CvVSL_VDD_nの一方の電極は、入力部IN_VSLに共通に接続されている。複数の部分容量素子CvVSL_VDD_1~CvVSL_VDD_nの他方の電極は、それぞれに対応する複数のスイッチSW2_1~SW2_nを介して第1電源線Lvddまたは第2電源線Lvssに接続されている。
複数のスイッチSW2_1~SW2_nの構成は、第2実施形態のそれらの構成と同じでよい。これにより、スイッチSW2_1~SW2_nは、入力部IN_VSLと第1電源線Lvddとの間に部分容量素子を選択的に接続し、その接続される部分容量素子の数を変更することによって、容量素子CvVSL_VDD_1~CvVSL_VDD_nの容量を調整することができる。
レジスタRGの構成も第2実施形態と同じでよい。ただし、部分容量素子CvSFOUT_VD_1~CvSFOUT_VD_nおよび部分容量素子CvVSL_VDD_1~CvVSL_VDD_nは、第1電源線Lvddに接続されることによってノイズキャンセルに用いられ、第2電源線Lvssに接続されることによってノイズキャンセルに使用されない。
第9実施形態のその他の構成は、第2実施形態と同じである。従って、第9実施形態は、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第10実施形態)
図15は、第10実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。図15の例では、容量素子CvSFOUT_VDDの両側にそれぞれスイッチSW1、SW11が設けられている。容量素子CvVSL_VDDの両側にスイッチSW2、SW12がそれぞれ設けられている。
図15は、第10実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。図15の例では、容量素子CvSFOUT_VDDの両側にそれぞれスイッチSW1、SW11が設けられている。容量素子CvVSL_VDDの両側にスイッチSW2、SW12がそれぞれ設けられている。
スイッチSW1、SW11、SW2、SW12は、図7のそれらの構成と同様でよい。
スイッチSW1が、容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW11が、容量素子CvSFOUT_VDDの一方の電極を第1電源線Lvddに接続しているときには、容量素子CvSFOUT_VDDは、ノイズキャンセルに使用されない。
一方、スイッチSW1が、容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極を第1電源線Lvddに接続したまま、スイッチSW11が、容量素子CvSFOUT_VDDの一方の電極を入力部IN_DACに接続すると、容量素子CvSFOUT_VDDは、入力部IN_DACと第1電源線Lvddとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
スイッチSW2が、容量素子CvVSL_VDDの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW12が、容量素子CvVSL_VDDの一方の電極を第1電源線Lvddに接続しているときには、容量素子CvVSL_VDDは、ノイズキャンセルに使用されない。
一方、スイッチSW2が、容量素子CvVSL_VDDの他方の電極を第1電源線に接続したまま、スイッチSW12が、容量素子CvVSL_VDDの一方の電極を入力部IN_VSLに接続すると、容量素子CvVSL_VDDは、入力部IN_VSLと第1電源線Lvddとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
第10実施形態のその他の構成は、第3実施形態と同じである。従って、第10実施形態は、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。尚、スイッチSW1、SW2を省略して、容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極および容量素子CvVSL_VDDの他方の電極を第1電源線Lvddに直接接続しても良い。
(第11実施形態)
図16は、第11実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。図16の例では、容量素子CvSFOUT_VDDの両側にそれぞれスイッチSW1、SW11が設けられている。容量素子CvVSL_VDDの両側にスイッチSW2、SW12がそれぞれ設けられている。
図16は、第11実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。図16の例では、容量素子CvSFOUT_VDDの両側にそれぞれスイッチSW1、SW11が設けられている。容量素子CvVSL_VDDの両側にスイッチSW2、SW12がそれぞれ設けられている。
スイッチSW11は、容量素子CvSFOUT_VDDの一方の電極と第2電源線Lvssとの間に接続されている。スイッチSW11は、容量素子CvSFOUT_VDDの一方の電極を入力部IN_DACまたは第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に切り替える。
容量素子CvSFOUT_VDDをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW1は、容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW11は、容量素子CvSFOUT_VDDの一方の電極を第2電源線Lvssに接続する。
一方、容量素子CvSFOUT_VDDをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW1は、容量素子CvSFOUT_VDDの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW11は、容量素子CvSFOUT_VDDの一方の電極を入力部IN_DACに接続する。これにより、容量素子CvSFOUT_VDDは、入力部IN_DACと第1電源線Lvddとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
スイッチSW12は、容量素子CvVSL_VDDの一方の電極と第2電源線Lvssとの間に接続されている。スイッチSW12は、容量素子CvVSL_VDDの一方の電極を入力部IN_VSLまたは第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に切り替える。
容量素子CvVSL_VDDをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW2は、容量素子CvVSL_VDDの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW12は、容量素子CvVSL_VDDSの一方の電極を第2電源線Lvssに接続する。
一方、容量素子CvVSL_VDDをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW2は、容量素子CvVSL_VDDの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW12は、容量素子CvVSL_VDDの一方の電極を入力部IN_VSLに接続する。これにより、容量素子CvVSL_VDDは、入力部IN_VSLと第1電源線Lvddとの間に接続され、ノイズキャンセルに使用される。
第11実施形態のその他の構成は、第4実施形態と同じである。従って、第11実施形態は、第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第12実施形態)
図17は、第12実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。
図17は、第12実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。
容量素子CvSFOUT_VDDは、複数の部分容量素子CvSFOUT_VDD_1~CvSFOUT_VDD_nを備え、容量素子CvVSL_VDDは、複数の部分容量素子CvVSL_VDD_1~CvVSL_VDD_nを備える。
複数のスイッチSW1_1~SW1_n、SW2_1~SW2_n、SW11_1~SW11_n、SW12_1~SW12_nの構成は、第5実施形態のそれらの構成と同じでよい。
スイッチSW1_1~SW1_nおよびスイッチSW11_1~SW11_nは、入力部IN_DACと第1電源線Lvddとの間に接続される部分容量素子の数を変更し、容量素子CSFOUT_VDDの容量を調整することができる。
部分容量素子CvSFOUT_VDD_kをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW1_kは、部分容量素子CvSFOUT_VDD_kの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW11_kは、部分容量素子CvSFOUT_VDD_kの一方の電極を第1電源線Lvddに接続する。これにより、部分容量素子CvSFOUT_VDD_kは、ノイズキャンセルに使用されない。
一方、部分容量素子CvSFOUT_VDD_kをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW1_kは、部分容量素子CvSFOUT_VDD_kの他方の電極を第1電源線Lvddに接続したまま、スイッチSW11_kは、部分容量素子CvSFOUT_VDD_kの一方の電極を入力部IN_DACに接続する。これにより、部分容量素子CvSFOUT_VDD_kは、ノイズキャンセルに使用される。
スイッチSW2_1~SW2_nおよびスイッチSW12_1~SW12_nは、入力部IN_VSLと第1電源線Lvddとの間に接続される部分容量素子の数を変更し、容量素子CvVSL_VDDの容量を調整することができる。
部分容量素子CvVSL_VDD_kをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW2_kは、部分容量素子CvVSL_VDD_kの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW12_kは、部分容量素子CvVSL_VDD_kの一方の電極を第1電源線Lvddに接続する。
一方、部分容量素子CvVSL_VDD_kをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW2_kは、部分容量素子CvVSL_VDD_kの他方の電極を第1電源線Lvddに接続したまま、スイッチSW12_kは、部分容量素子CvVSL_VDD_kの一方の電極を入力部IN_VSL
に接続する。これにより、部分容量素子CvVSL_VDD_kは、ノイズキャンセルに使用される。
に接続する。これにより、部分容量素子CvVSL_VDD_kは、ノイズキャンセルに使用される。
第12実施形態のその他の構成は、第5実施形態と同じである。従って、第12実施形態は、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第13実施形態)
図18は、第13実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。
図18は、第13実施形態による容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの調整部の構成例を示す図である。
図18の例では、スイッチSW11_1~SW11_nは、それぞれ容量素子CvSFOUT_VDD_1~CvSFOUT_VDD_nの一方の電極と第2電源線Lvssとの間に接続されている。スイッチSW11_1~SW11_nは、容量素子CvVSL_VDD_1~CvVSL_VDD_nの一方の電極を入力部IN_DACまたは第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に切り替える。
容量素子CvSFOUT_VDD_kをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW1_kは、容量素子CvSFOUT_VDD_kの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW11_kは、容量素子CvSFOUT_VDD_kの一方の電極を第2電源線Lvssに接続する。
一方、容量素子CvSFOUT_VDD_kをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW1_kは、容量素子CvSFOUT_VDD_kの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW11_kは、容量素子CvSFOUT_VDD_kの一方の電極を入力部IN_DACに接続する。これにより、容量素子CvSFOUT_VDD_kは、ノイズキャンセルに使用される。
スイッチSW12_kは、容量素子CvVSL_VDD_kの一方の電極と第2電源線Lvssとの間に接続されている。スイッチSW12_kは、容量素子CvVSL_VDD_kの一方の電極を入力部IN_VSLまたは第2電源線Lvssのいずれか一方に選択的に切り替える。
容量素子CvVSL_VDD_kをノイズキャンセルに使用しない場合、スイッチSW2_kは、容量素子CvVSL_VDD_kの他方の電極を第2電源線Lvssに接続し、スイッチSW12_kは、容量素子CvVSL_VDD_kの一方の電極を第2電源線Lvssに接続する。
一方、容量素子CvVSL_VDD_kをノイズキャンセルに使用する場合、スイッチSW2_kが、容量素子CvVSL_VDD_kの他方の電極を第1電源線Lvddに接続し、スイッチSW12_kは、容量素子CvVSL_VDD_kの一方の電極を入力部IN_VSLに接続する。これにより、容量素子CvVSL_VDD_kは、ノイズキャンセルに使用される。
第13実施形態のその他の構成は、第6実施形態と同じである。従って、第13実施形態は、第6実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第14実施形態)
図19は、第14実施形態によるコンパレータの構成例を示す回路図である。
図19は、第14実施形態によるコンパレータの構成例を示す回路図である。
第14実施形態は、第7実施形態の差動回路に、第8実施形態の容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDを適用した例である。差動回路M1~M5およびトランジスタM6,M7の構成および動作は、第7実施形態のそれらと同じでよい。容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの構成および動作は、第8実施形態のそれらと同じでよい。
また、容量素子CvSFOUT_VDDおよびCvVSL_VDDの構成は、図13~図18のいずれの構成であってもよい。
第14実施形態のその他の構成は、第7または第8実施形態の構成と同じでよい。従って、第14実施形態は、第7または第8実施形態の効果を得ることができる。
(第15実施形態)
図20は、第15実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。
図20は、第15実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。
容量素子Cbandwは、複数の部分容量素子Cbandw0、Cbandw1と、トランジスタM11~M14とを含む。
部分容量素子Cbandw0の一端は、第1電源線Lvddに接続されている。部分容量素子Cbandw0の他端は、トランジスタM11を介して第1電源線Lvddに接続され、トランジスタM12を介して出力部DIFF_VOUT0に接続されている。
部分容量素子Cbandw1の一端は、第1電源線Lvddに接続されている。部分容量素子Cbandw1の他端は、トランジスタM13を介して第1電源線Lvddに接続され、トランジスタM14を介して出力部DIFF_VOUT0に接続されている。
トランジスタM11は、第1電源線Lvddと部分容量素子Cbandw0の他端に接続されている。トランジスタM12は、出力部DIFF_VOUT0と部分容量素子Cbandw0の他端に接続されている。トランジスタM13は、第1電源線Lvddと部分容量素子Cbandw1の他端に接続されている。トランジスタM14は、出力部DIFF_VOUT0と部分容量素子Cbandw1の他端に接続されている。トランジスタM11、M12は、逆論理の制御信号SW1、XSW1をゲートで受けて互いに相補的にオン/オフ制御される。トランジスタM13、M14は、逆論理の制御信号SW2、XSW2をゲートで受けて互いに相補的にオン/オフ制御される。トランジスタM11~M14は、例えば、P型MOSFETで構成されている。
制御信号SW1、XSW1がそれぞれ論理ハイ、論理ロウであるとき、部分容量素子Cbandw0が第1電源線Lvddと出力部DIFF_VOUT0との間に接続され、容量素子Cbandwの容量が増大する。
制御信号SW1、XSW1がそれぞれ論理ロウ、論理ハイであるとき、部分容量素子Cbandw0の両端が第1電源線Lvddに接続される。よって、部分容量素子Cbandw0は容量素子Cbandwに付加されない。
制御信号SW2、XSW2がそれぞれ論理ハイ、論理ロウであるとき、部分容量素子Cbandw1が第1電源線Lvddと出力部DIFF_VOUT0との間に接続され、容量素子Cbandwの容量が増大する。
制御信号SW2、XSW2がそれぞれ論理ロウ、論理ハイであるとき、部分容量素子Cbandw1の両端が第1電源線Lvddに接続される。よって、部分容量素子Cbandw1は容量素子Cbandwに付加されない。
このように、容量素子Cbandwを可変容量として調整することができる。尚、容量素子Cbandwに含まれる部分容量素子の数は限定せず、3以上であってもよい。
(第16実施形態)
図21は、第16実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。
図21は、第16実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。
第15実施形態において、トランジスタM12、M14がともにオンになると、部分容量素子Cbandw0、Cbandw1が容量素子Cbandwに付加される。この場合、トランジスタM12、M14のゲートは第2電源線Lvssに接続されるので、図4の容量素子CvDIFFOUT0_VSSが大きくなったように見える。
このように、容量素子Cbandwの可変化によって、容量素子CvDIFFOUT0_VSSが見かけ上変化することを抑制するために、第16実施形態では、ノードDIFF1にトランジスタM15、M16を接続する。
トランジスタM15、M16は、トランジスタM12、M14と同じサイズのP型MOSFETである。トランジスタM15、M16のソースおよびドレインは、ノードDIFF1に接続されている。トランジスタM15、M16のゲートは、それぞれトランジスタM12,M14のゲートと同様に、制御信号XSW1、XSW2をそれぞれ受ける。
これにより、トランジスタM12、M14がオンになることによって、出力部DIFF_VOUT0に付加される容量成分を、トランジスタM15、M16がノードDIFF1にも付加することができる。その結果、トランジスタM12、M14のオン/オフによる容量素子CvDIFFOUT0_VSSの見かけ上の容量の変化を抑制することができる。
(移動体への応用例)
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図22は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図22に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(Interface)12053が図示されている。
駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12030に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図22の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図23は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
図23では、撮像部12031として、撮像部12101、12102、12103、12104、12105を有する。
撮像部12101、12102、12103、12104、12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102、12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図23には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部12031等)に適用され得る。
(第17実施形態)
図24は、第17実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第17実施形態は、容量素子CvSFOUT_VDDが第1電源線Lvddと第1入力部IN_DAC(トランジスタM1のゲート)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VDDが第1電源線Lvddと第2入力部IN_VSL(トランジスタM2のゲート)との間に接続されている。第17実施形態のその他の構成は、第8実施形態の構成と同じでよい。
図24は、第17実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第17実施形態は、容量素子CvSFOUT_VDDが第1電源線Lvddと第1入力部IN_DAC(トランジスタM1のゲート)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VDDが第1電源線Lvddと第2入力部IN_VSL(トランジスタM2のゲート)との間に接続されている。第17実施形態のその他の構成は、第8実施形態の構成と同じでよい。
このように、第1電源線Lvddと第1入力部IN_DACとの間の容量、および/または、第1電源線Lvddと第2入力部IN_VSLとの間の容量を調整しても、ノイズをキャンセルすることができる。従って、第17実施形態は、第8実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第18実施形態)
図25は、第18実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第18実施形態は、容量素子CvSFOUT_VDDが第1電源線Lvddと第1入力部IN_DAC(トランジスタM1のゲート)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VDDが第1電源線Lvddと第2入力部IN_VSL(トランジスタM2のゲート)との間に接続されている。第18実施形態のその他の構成は、第14実施形態の構成と同じでよい。
図25は、第18実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第18実施形態は、容量素子CvSFOUT_VDDが第1電源線Lvddと第1入力部IN_DAC(トランジスタM1のゲート)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VDDが第1電源線Lvddと第2入力部IN_VSL(トランジスタM2のゲート)との間に接続されている。第18実施形態のその他の構成は、第14実施形態の構成と同じでよい。
このように、第1電源線Lvddと第1入力部IN_DACとの間の容量、および/または、第1電源線Lvddと第2入力部IN_VSLとの間の容量を調整しても、ノイズをキャンセルすることができる。従って、第18実施形態は、第14実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第19実施形態)
図26は、第19実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第19実施形態は、容量素子CvSFOUT_VSSが第2電源線Lvssと第1入力部IN_DAC(ランプ信号RMPの入力)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VSSが第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSL(画素信号の入力)との間に接続されている。第19実施形態のその他の構成は、第8実施形態の構成と同じでよい。
図26は、第19実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第19実施形態は、容量素子CvSFOUT_VSSが第2電源線Lvssと第1入力部IN_DAC(ランプ信号RMPの入力)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VSSが第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSL(画素信号の入力)との間に接続されている。第19実施形態のその他の構成は、第8実施形態の構成と同じでよい。
このように、第2電源線Lvssと入力部IN_DACとの間の容量、および/または、第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSLとの間の容量を調整しても、ノイズをキャンセルすることができる。従って、第19実施形態は、第8実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第20実施形態)
図27は、第20実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第20実施形態は、容量素子CvSFOUT_VSSが第2電源線Lvssと第1入力部IN_DAC(トランジスタM1のゲート)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VSSが第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSL(トランジスタM2のゲート)との間に接続されている。第20実施形態のその他の構成は、第8実施形態の構成と同じでよい。
図27は、第20実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第20実施形態は、容量素子CvSFOUT_VSSが第2電源線Lvssと第1入力部IN_DAC(トランジスタM1のゲート)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VSSが第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSL(トランジスタM2のゲート)との間に接続されている。第20実施形態のその他の構成は、第8実施形態の構成と同じでよい。
このように、第2電源線Lvssと入力部IN_DACとの間の容量、および/または、第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSLとの間の容量を調整しても、ノイズをキャンセルすることができる。従って、第20実施形態は、第8実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第21実施形態)
図28は、第21実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第21実施形態は、容量素子CvSFOUT_VSSが第2電源線Lvssと第1入力部IN_DAC(ランプ信号RMPの入力)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VSSが第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSL(画素信号の入力)との間に接続されている。第21実施形態のその他の構成は、第14実施形態の構成と同じでよい。
図28は、第21実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第21実施形態は、容量素子CvSFOUT_VSSが第2電源線Lvssと第1入力部IN_DAC(ランプ信号RMPの入力)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VSSが第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSL(画素信号の入力)との間に接続されている。第21実施形態のその他の構成は、第14実施形態の構成と同じでよい。
このように、第2電源線Lvssと入力部IN_DACとの間の容量、および/または、第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSLとの間の容量を調整しても、ノイズをキャンセルすることができる。従って、第21実施形態は、第14実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第22実施形態)
図29は、第22実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第22実施形態は、容量素子CvSFOUT_VSSが第2電源線Lvssと第1入力部IN_DAC(トランジスタM1のゲート)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VSSが第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSL(トランジスタM2のゲート)との間に接続されている。第22実施形態のその他の構成は、第14実施形態の構成と同じでよい。
図29は、第22実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第22実施形態は、容量素子CvSFOUT_VSSが第2電源線Lvssと第1入力部IN_DAC(トランジスタM1のゲート)との間に接続されており、容量素子CvVSL_VSSが第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSL(トランジスタM2のゲート)との間に接続されている。第22実施形態のその他の構成は、第14実施形態の構成と同じでよい。
このように、第2電源線Lvssと入力部IN_DACとの間の容量、および/または、第2電源線Lvssと第2入力部IN_VSLとの間の容量を調整しても、ノイズをキャンセルすることができる。従って、第22実施形態は、第14実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第23実施形態)
図30は、第23実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第23実施形態は、入力部DIFF_DAC(トランジスタM1のゲート)にランプ信号RMPと垂直信号線VSLからの画素信号との差分電圧に応じた差分信号を入力する。第2入力部IN_REFには参照電圧VREFに応じた参照信号が入力される。差動回路M1~M5は、差分信号を参照信号と比較する。差動回路M1~M5は、差分信号が参照信号と交差したときに出力DIFF_VOUT0の論理を反転させる。
図30は、第23実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第23実施形態は、入力部DIFF_DAC(トランジスタM1のゲート)にランプ信号RMPと垂直信号線VSLからの画素信号との差分電圧に応じた差分信号を入力する。第2入力部IN_REFには参照電圧VREFに応じた参照信号が入力される。差動回路M1~M5は、差分信号を参照信号と比較する。差動回路M1~M5は、差分信号が参照信号と交差したときに出力DIFF_VOUT0の論理を反転させる。
容量素子Cin_VSLは、垂直信号線VSLとトランジスタM1のゲートとの間に接続されている。画素信号は、入力部IN_VSLに入力され、容量素子Cin_VSLを介してトランジスタM1のゲートに入力される。このとき、ランプ信号RMPは、入力部IN_DACに入力され、容量素子Cin_DACを介してトランジスタM1のゲートに入力される。これにより、ランプ信号RMPと画素信号との差分電圧に応じた差分信号が入力部DIFF_DACへ入力される。
容量素子Cin_REFは、システム制御部25とトランジスタM2のゲートとの間に接続されている。参照電圧VREFは、容量素子Cin_REFを介して第2入力部IN_REFへ入力される。
差動回路M1~M5は、例えば、差分信号が参照信号よりも小さくなったときに出力DIFF_VOUT0の論理を反転させる。参照信号をゼロに近づけることによって、差分信号がゼロに近くなったときに、差動回路M1~M5は、出力DIFF_VOUT0の論理を反転させることができる。
第23実施形態のその他の構成は、第7実施形態と同様でよい。よって、第23実施形態は、第7実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第24実施形態)
図31は、第24実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第24実施形態は、第23実施形態の差動回路に、2つの容量素子CvSFOUT_VDDおよび1つの容量素子CvVSL_VDDを適用した例である。一方の容量素子CvSFOUT_VDDは、第1電源線Lvddと入力部IN_DAC(ランプ信号RMPの入力)との間に接続されている。他方の容量素子CvSFOUT_VDDは、第1電源線Lvddと画素信号の入力部IN_VSL(垂直信号線VSLと容量素子Cin_VSLとの間のノード)との間に接続されている。入力部IN_DAC_VSLには、ランプ信号RMPと画素信号との差分電圧に応じた差分信号が入力される。従って、ノイズをキャンセルするために、DAC回路100側の入力部IN_DACに接続された容量素子CvSFOUT_VDDおよび垂直信号線VSL側の入力部IN_VSLに接続された容量素子CvSFOUT_VDDのそれぞれを調整してもよい。
図31は、第24実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第24実施形態は、第23実施形態の差動回路に、2つの容量素子CvSFOUT_VDDおよび1つの容量素子CvVSL_VDDを適用した例である。一方の容量素子CvSFOUT_VDDは、第1電源線Lvddと入力部IN_DAC(ランプ信号RMPの入力)との間に接続されている。他方の容量素子CvSFOUT_VDDは、第1電源線Lvddと画素信号の入力部IN_VSL(垂直信号線VSLと容量素子Cin_VSLとの間のノード)との間に接続されている。入力部IN_DAC_VSLには、ランプ信号RMPと画素信号との差分電圧に応じた差分信号が入力される。従って、ノイズをキャンセルするために、DAC回路100側の入力部IN_DACに接続された容量素子CvSFOUT_VDDおよび垂直信号線VSL側の入力部IN_VSLに接続された容量素子CvSFOUT_VDDのそれぞれを調整してもよい。
容量素子CvREF_VDDは、第1電源線Lvddと参照電圧VREFの入力部との間に接続されている。
第24実施形態のその他の構成は、第23実施形態の構成と同じでよい。従って、第24実施形態は、第23実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第25実施形態)
図32は、第25実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第25実施形態では、容量素子CvSFOUT_VDDが1つであり、第1電源線LvddとトランジスタM1のゲートとの間に接続に接続されている。また、容量素子CvREF_VDDが第1電源線LvddとトランジスタM2のゲートとの間に接続されている。第25実施形態のその他の構成は、第23実施形態の構成と同じでよい。第25実施形態は、このような構成であっても、第23実施形態と同様の効果を得ることができる。
図32は、第25実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第25実施形態では、容量素子CvSFOUT_VDDが1つであり、第1電源線LvddとトランジスタM1のゲートとの間に接続に接続されている。また、容量素子CvREF_VDDが第1電源線LvddとトランジスタM2のゲートとの間に接続されている。第25実施形態のその他の構成は、第23実施形態の構成と同じでよい。第25実施形態は、このような構成であっても、第23実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第26実施形態)
図33は、第26実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第26実施形態は、第25実施形態の容量素子CvSFOUT_VDD、CvREF_VDDに代えて、第2電源線Lvssに接続された容量素子CvSFOUT_VSSおよびCvREF_VSSを適用した例である。容量素子CvSFOUT_VSSは、第2電源線LvssとトランジスタM1のゲートとの間に接続に接続されている。容量素子CvREF_VSSは、第2電源線LvssとトランジスタM2のゲートとの間に接続に接続されている。第26実施形態のその他の構成は、第25実施形態の構成と同じでよい。従って、第26実施形態は、このような構成であっても、第25実施形態と同様の効果を得ることができる。
図33は、第26実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第26実施形態は、第25実施形態の容量素子CvSFOUT_VDD、CvREF_VDDに代えて、第2電源線Lvssに接続された容量素子CvSFOUT_VSSおよびCvREF_VSSを適用した例である。容量素子CvSFOUT_VSSは、第2電源線LvssとトランジスタM1のゲートとの間に接続に接続されている。容量素子CvREF_VSSは、第2電源線LvssとトランジスタM2のゲートとの間に接続に接続されている。第26実施形態のその他の構成は、第25実施形態の構成と同じでよい。従って、第26実施形態は、このような構成であっても、第25実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第27実施形態)
図34は、第27実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第27実施形態は、第24実施形態の2つの容量素子CvSFOUT_VDDおよび1つの容量素子CvREF_VDDに代えて、2つの容量素子CvSFOUT_VSSおよび1つの容量素子CvREF_VSSを適用した例である。一方の容量素子CvSFOUT_VSSは、第2電源線Lvssとランプ信号RMPの入力部IN_DACとの間に接続されている。他方の容量素子CvSFOUT_VDDは、第2電源線Lvssと画素信号の入力部IN_VSLとの間に接続されている。入力部DIFF_DACには、ランプ信号RMPと画素信号との差分電圧に応じた差分信号が入力される。従って、ノイズをキャンセルするために、DAC回路100側の入力部IN_DACに接続された容量素子CvSFOUT_VSSおよび垂直信号線VSL側の入力部IN_VSLに接続された容量素子CvREF_VSSのそれぞれを調整してもよい。
図34は、第27実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第27実施形態は、第24実施形態の2つの容量素子CvSFOUT_VDDおよび1つの容量素子CvREF_VDDに代えて、2つの容量素子CvSFOUT_VSSおよび1つの容量素子CvREF_VSSを適用した例である。一方の容量素子CvSFOUT_VSSは、第2電源線Lvssとランプ信号RMPの入力部IN_DACとの間に接続されている。他方の容量素子CvSFOUT_VDDは、第2電源線Lvssと画素信号の入力部IN_VSLとの間に接続されている。入力部DIFF_DACには、ランプ信号RMPと画素信号との差分電圧に応じた差分信号が入力される。従って、ノイズをキャンセルするために、DAC回路100側の入力部IN_DACに接続された容量素子CvSFOUT_VSSおよび垂直信号線VSL側の入力部IN_VSLに接続された容量素子CvREF_VSSのそれぞれを調整してもよい。
容量素子CvREF_VSSは、第2電源線Lvssと参照電圧VREFの入力部との間に接続されている。
第27実施形態のその他の構成は、第24実施形態の構成と同じでよい。第24実施形態は、このような構成であっても、第24実施形態と同様の効果を得ることができる。
(変形例)
図4、図11、図12、図19、図24~図34において、容量素子Cin_DACは省略可能である。この場合、ノイズをキャンセルするための容量素子CvSFOUT_VDDまたはCvSFOUT_VSSの容量値の設定は変わる。しかし、容量素子CvSFOUT_VDDまたはCvSFOUT_VSSの容量値を適切に設定すれば、本開示の効果は得ることができる。
図4、図11、図12、図19、図24~図34において、容量素子Cin_DACは省略可能である。この場合、ノイズをキャンセルするための容量素子CvSFOUT_VDDまたはCvSFOUT_VSSの容量値の設定は変わる。しかし、容量素子CvSFOUT_VDDまたはCvSFOUT_VSSの容量値を適切に設定すれば、本開示の効果は得ることができる。
(第28実施形態)
図35は、第28実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第28実施形態は、シングル型アンプであり、トランジスタM1、M5の1つの第1経路P1で構成されている。トランジスタM2~M4、即ち、第2経路P2は省略されている。
図35は、第28実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第28実施形態は、シングル型アンプであり、トランジスタM1、M5の1つの第1経路P1で構成されている。トランジスタM2~M4、即ち、第2経路P2は省略されている。
入力部DIFF_DAC側の構成は、図33または図34の構成と同じでよい。即ち、容量素子Cin_DACがトランジスタM1のゲートと入力部IN_DACとの間に接続されている。容量素子Cin_VSLがトランジスタM1のゲートと入力部IN_VSLとの間に接続されている。これにより、第1入力部DIFF_DAC(トランジスタM1のゲート)にランプ信号RMPと垂直信号線VSLからの画素信号との差分電圧に応じた差分信号が入力される。
容量素子CvSFOUT_VSS1は、トランジスタM1のゲートと第2電源線Lvssとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VSS2の一方は、入力部IN_DACと第2電源線Lvssとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VSS2の他方は、入力部IN_VSLと第2電源線Lvssとの間に接続されている。容量素子CvSFOUT_VSS1および2つの容量素子CvSFOUT_VSS2は、両方設けられていてもよいが、容量素子CvSFOUT_VSS1または2つの容量素子CvSFOUT_VSS2のいずれか一方のみ設けられてもよい。容量素子CvSFOUT_VSS1が設けられた場合、入力部DIFF_DAC側の構成は、図33と同様の構成となる。容量素子CvSFOUT_VSS2が設けられた場合、入力部DIFF_DAC側の構成は、図34と同様の構成となる。
一方、出力部DIFF_VOUT0は、トランジスタM1とトランジスタM5との間の第1経路P1に接続されている。また、出力部DIFF_VOUT0は、トランジスタM6のゲートに接続されている。トランジスタM6、M7および容量素子Coutの構成は、他の実施形態のそれらと同じでよい。これにより、出力部DIFF_VOUT0の電圧は、差分信号に基づいた増幅信号となり、トランジスタM6を介してその増幅信号に応じた出力信号CMoutとして出力される。
容量素子Cbandwは、出力部DIFF_VOUT0と第2電源線Lvssとの間に接続されている。
容量素子CvDIFFOUT0_VDDは、第1電源線LvddとトランジスタM6のゲートとの間に接続されている。
第28実施形態では、容量素子CvSFOUT_VSS1、CvSFOUT_VSS2および/またはCvDIFFOUT0_VDDの調整により、電源ノイズをキャンセルすることができる。
(第29実施形態)
図36は、第29実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第29実施形態は、入力側の容量素子CvSFOUT_VSS1、CvSFOUT_VSS2に代えて、第1電源線Lvddに接続された容量素子CvSFOUT_VDD1、CvSFOUT_VDD2が設けられている。容量素子CvSFOUT_VDD1は、トランジスタM1のゲートと第1電源線Lvddとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VDD2の一方は、入力部IN_DACと第1電源線Lvddとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VDD2の他方は、入力部IN_VSLと第1電源線Lvddとの間に接続されている。容量素子CvSFOUT_VDD1および2つの容量素子CvSFOUT_VDD2は、両方設けられていてもよいが、容量素子CvSFOUT_VDD1または2つの容量素子CvSFOUT_VDD2のいずれか一方のみ設けられてもよい。容量素子CvSFOUT_VDD1が設けられた場合、入力側の構成は、図32と同様の構成となる。2つの容量素子CvSFOUT_VSS2が設けられた場合、入力側の構成は、図31と同様の構成となる。
図36は、第29実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第29実施形態は、入力側の容量素子CvSFOUT_VSS1、CvSFOUT_VSS2に代えて、第1電源線Lvddに接続された容量素子CvSFOUT_VDD1、CvSFOUT_VDD2が設けられている。容量素子CvSFOUT_VDD1は、トランジスタM1のゲートと第1電源線Lvddとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VDD2の一方は、入力部IN_DACと第1電源線Lvddとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VDD2の他方は、入力部IN_VSLと第1電源線Lvddとの間に接続されている。容量素子CvSFOUT_VDD1および2つの容量素子CvSFOUT_VDD2は、両方設けられていてもよいが、容量素子CvSFOUT_VDD1または2つの容量素子CvSFOUT_VDD2のいずれか一方のみ設けられてもよい。容量素子CvSFOUT_VDD1が設けられた場合、入力側の構成は、図32と同様の構成となる。2つの容量素子CvSFOUT_VSS2が設けられた場合、入力側の構成は、図31と同様の構成となる。
一方、出力側の構成は、第28実施形態と同じでよい。
第29実施形態では、容量素子CvSFOUT_VDD1、CvSFOUT_VDD2および/またはCvDIFFOUT0_VDDの調整により、電源ノイズをキャンセルすることができる。
(第30実施形態)
図37は、第30実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第30実施形態は、シングル型アンプであるが、トランジスタM1、M5の位置関係および導電型が第28実施形態と異なる。トランジスタM6、M7の位置関係および導電型も第28実施形態と異なる。トランジスタM1は、第1電源線LvddとトランジスタM5のドレインとの間に接続されている。トランジスタM1は、P型MOSFETである。トランジスタM5は、第2電源線LvssとトランジスタM1のドレインとの間に接続されている。トランジスタM5は、N型MOSFETである。トランジスタM6は、第1電源線LvddとトランジスタM7のドレインとの間に接続されている。トランジスタM6は、P型MOSFETである。トランジスタM7は、第2電源線LvssとトランジスタM6のドレインとの間に接続されている。トランジスタM7は、N型MOSFETである。
図37は、第30実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第30実施形態は、シングル型アンプであるが、トランジスタM1、M5の位置関係および導電型が第28実施形態と異なる。トランジスタM6、M7の位置関係および導電型も第28実施形態と異なる。トランジスタM1は、第1電源線LvddとトランジスタM5のドレインとの間に接続されている。トランジスタM1は、P型MOSFETである。トランジスタM5は、第2電源線LvssとトランジスタM1のドレインとの間に接続されている。トランジスタM5は、N型MOSFETである。トランジスタM6は、第1電源線LvddとトランジスタM7のドレインとの間に接続されている。トランジスタM6は、P型MOSFETである。トランジスタM7は、第2電源線LvssとトランジスタM6のドレインとの間に接続されている。トランジスタM7は、N型MOSFETである。
入力部DIFF_DAC側の構成は、図36の構成と同じでよい。即ち、容量素子CvSFOUT_VDD1は、トランジスタM1のゲートと第1電源線Lvddとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VDD2の一方は、入力部IN_DACと第1電源線Lvddとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VDD2の他方は、入力部IN_VSLと第1電源線Lvddとの間に接続されている。容量素子CvSFOUT_VDD1および2つの容量素子CvSFOUT_VDD2は、両方設けられていてもよいが、容量素子CvSFOUT_VDD1または2つの容量素子CvSFOUT_VDD2のいずれか一方のみ設けられてもよい。
一方、出力部DIFF_VOUT0側において、容量素子Cbandwは、出力部DIFF_VOUT0と第1電源線Lvddとの間に接続されている。
容量素子CvDIFFOUT0_VSSは、第2電源線LvssとトランジスタM6のゲートとの間に接続されている。
第30実施形態では、容量素子CvSFOUT_VDD1、CvSFOUT_VDD2および/またはCvDIFFOUT0_VSSの調整により、電源ノイズをキャンセルすることができる。
(第31実施形態)
図38は、第31実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第31実施形態は、入力側の容量素子CvSFOUT_VDD1、CvSFOUT_VDD2に代えて、第2電源線Lvddに接続された容量素子CvSFOUT_VSS1、CvSFOUT_VSS2が設けられている。容量素子CvSFOUT_VSS1は、トランジスタM1のゲートと第2電源線Lvssとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VSS2の一方は、入力部IN_DACと第2電源線Lvssとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VSS2の他方は、入力部IN_VSLと第2電源線Lvssとの間に接続されている。容量素子CvSFOUT_VSS1および2つの容量素子CvSFOUT_VSS2は、両方設けられていてもよいが、容量素子CvSFOUT_VSS1または2つの容量素子CvSFOUT_VSS2のいずれか一方のみ設けられてもよい。
図38は、第31実施形態による容量素子の構成例を示す回路図である。第31実施形態は、入力側の容量素子CvSFOUT_VDD1、CvSFOUT_VDD2に代えて、第2電源線Lvddに接続された容量素子CvSFOUT_VSS1、CvSFOUT_VSS2が設けられている。容量素子CvSFOUT_VSS1は、トランジスタM1のゲートと第2電源線Lvssとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VSS2の一方は、入力部IN_DACと第2電源線Lvssとの間に接続されている。2つの容量素子CvSFOUT_VSS2の他方は、入力部IN_VSLと第2電源線Lvssとの間に接続されている。容量素子CvSFOUT_VSS1および2つの容量素子CvSFOUT_VSS2は、両方設けられていてもよいが、容量素子CvSFOUT_VSS1または2つの容量素子CvSFOUT_VSS2のいずれか一方のみ設けられてもよい。
一方、出力側の構成は、第30実施形態と同じでよい。
第31実施形態では、容量素子CvSFOUT_VSS1、CvSFOUT_VSS2および/またはCvDIFFOUT0_VSSの調整により、電源ノイズをキャンセルすることができる。
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
(1)
第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号を入力する第1入力部と、
前記画素信号を入力する第2入力部と、
前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1および第2経路、および、前記第2経路に接続された出力部を含み、前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧とに基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記第1入力部あるいは前記第1経路との間、または、前記第2電源線と前記第1入力部あるいは前記第1経路との間に設けられた第1容量素子、および、前記第1電源線と前記第2入力部あるいは前記第2経路との間、または、前記第2電源線と前記第2入力部あるいは前記第2経路との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、前記第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える撮像装置。
第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号を入力する第1入力部と、
前記画素信号を入力する第2入力部と、
前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1および第2経路、および、前記第2経路に接続された出力部を含み、前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧とに基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記第1入力部あるいは前記第1経路との間、または、前記第2電源線と前記第1入力部あるいは前記第1経路との間に設けられた第1容量素子、および、前記第1電源線と前記第2入力部あるいは前記第2経路との間、または、前記第2電源線と前記第2入力部あるいは前記第2経路との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、前記第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える撮像装置。
(2)
前記第1容量素子の容量と前記第2容量素子の容量はほぼ等しい、(1)に記載の撮像装置。
前記第1容量素子の容量と前記第2容量素子の容量はほぼ等しい、(1)に記載の撮像装置。
(3)
前記第1電源線と前記出力部との間に設けられた第3容量素子をさらに備える、(1)または(2)に記載の撮像装置。
前記第1電源線と前記出力部との間に設けられた第3容量素子をさらに備える、(1)または(2)に記載の撮像装置。
(4)
前記第1容量素子は、複数の第1部分容量素子で構成され、
前記複数の第1部分容量素子の第1電極は前記第1入力部または前記第1経路のいずれか一方に共通に接続されており、
前記複数の第1部分容量素子の第2電極は、前記第1調整部を介してそれぞれ前記第1または第2電源線に選択的に接続されている、(1)から(3)のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第1容量素子は、複数の第1部分容量素子で構成され、
前記複数の第1部分容量素子の第1電極は前記第1入力部または前記第1経路のいずれか一方に共通に接続されており、
前記複数の第1部分容量素子の第2電極は、前記第1調整部を介してそれぞれ前記第1または第2電源線に選択的に接続されている、(1)から(3)のいずれか一項に記載の撮像装置。
(5)
前記第2容量素子は、複数の第2部分容量素子で構成され、
前記複数の第2部分容量素子の第3電極は前記第2入力部または前記第2経路のいずれか一方に共通に接続されており、
前記複数の第2部分容量素子の第4電極は、前記第2調整部を介してそれぞれ前記第1または第2電源線に選択的に接続されている、(1)から(4)のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第2容量素子は、複数の第2部分容量素子で構成され、
前記複数の第2部分容量素子の第3電極は前記第2入力部または前記第2経路のいずれか一方に共通に接続されており、
前記複数の第2部分容量素子の第4電極は、前記第2調整部を介してそれぞれ前記第1または第2電源線に選択的に接続されている、(1)から(4)のいずれか一項に記載の撮像装置。
(6)
前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第1スイッチを含む、(1)から(5)のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第1スイッチを含む、(1)から(5)のいずれか一項に記載の撮像装置。
(7)
前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第2スイッチを含む、(1)から(6)のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第2スイッチを含む、(1)から(6)のいずれか一項に記載の撮像装置。
(8)
前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子の第2電極と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子の第2電極をそれぞれ前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第1スイッチを含む、(4)に記載の撮像装置。
前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子の第2電極と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子の第2電極をそれぞれ前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第1スイッチを含む、(4)に記載の撮像装置。
(9)
前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子の第4電極と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子の第4電極をそれぞれ前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、(5)に記載の撮像装置。
前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子の第4電極と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子の第4電極をそれぞれ前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、(5)に記載の撮像装置。
(10)
前記第1スイッチを制御する制御信号を記憶するレジスタをさらに備える、(6)または(8)に記載の撮像装置。
前記第1スイッチを制御する制御信号を記憶するレジスタをさらに備える、(6)または(8)に記載の撮像装置。
(11)
前記第2スイッチを制御する制御信号を記憶するレジスタをさらに備える、(7)または(9)に記載の撮像装置。
前記第2スイッチを制御する制御信号を記憶するレジスタをさらに備える、(7)または(9)に記載の撮像装置。
(12)
前記第1スイッチは、CMOSインバータ、NANDゲート、NORゲートのいずれかの論理回路である、(6)、(8)または(10)のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第1スイッチは、CMOSインバータ、NANDゲート、NORゲートのいずれかの論理回路である、(6)、(8)または(10)のいずれか一項に記載の撮像装置。
(13)
前記第2スイッチは、CMOSインバータ、NANDゲート、NORゲートのいずれかの論理回路である、(7)、(9)または(11)のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第2スイッチは、CMOSインバータ、NANDゲート、NORゲートのいずれかの論理回路である、(7)、(9)または(11)のいずれか一項に記載の撮像装置。
(14)
前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記第1容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1経路または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する第3スイッチを含み、
前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記出力部との間、並びに、前記第2容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記出力部または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する第4スイッチを含む、(1)に記載の撮像装置。
前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記第1容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1経路または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する第3スイッチを含み、
前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記出力部との間、並びに、前記第2容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記出力部または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する第4スイッチを含む、(1)に記載の撮像装置。
(15)
前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記第1容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1経路または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第3スイッチを含み、
前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記出力部との間、並びに、前記第2容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記出力部または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第4スイッチを含む、(1)に記載の撮像装置。
前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記第1容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1経路または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第3スイッチを含み、
前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記出力部との間、並びに、前記第2容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記出力部または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第4スイッチを含む、(1)に記載の撮像装置。
(16)
前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記複数の第1部分容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子をそれぞれ前記第1経路または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第3スイッチを含む、(8)に記載の撮像装置。
前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記複数の第1部分容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子をそれぞれ前記第1経路または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第3スイッチを含む、(8)に記載の撮像装置。
(17)
前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子と前記出力部との間、並びに、前記複数の第2部分容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子をそれぞれ前記出力部または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、(9)に記載の撮像装置。
前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子と前記出力部との間、並びに、前記複数の第2部分容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子をそれぞれ前記出力部または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、(9)に記載の撮像装置。
(18)
前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記複数の第1部分容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子をそれぞれ前記第1経路または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第3スイッチを含む、(8)に記載の撮像装置。
前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記複数の第1部分容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子をそれぞれ前記第1経路または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第3スイッチを含む、(8)に記載の撮像装置。
(19)
前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子と前記出力部との間、並びに、前記複数の第2部分容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子をそれぞれ前記出力部または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、(9)に記載の撮像装置。
前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子と前記出力部との間、並びに、前記複数の第2部分容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子をそれぞれ前記出力部または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、(9)に記載の撮像装置。
(20)
第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号を入力する第1入力部と、
前記画素信号を入力する第2入力部と、
前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1経路、および、前記第1経路に接続された出力部を含み、前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧とに基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記第1入力部との間、または、前記第2電源線と前記第1入力部との間に設けられた第1容量素子、および、前記第1電源線と前記第2入力部との間、または、前記第2電源線と前記第2入力部との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、前記第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える撮像装置。
第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号を入力する第1入力部と、
前記画素信号を入力する第2入力部と、
前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1経路、および、前記第1経路に接続された出力部を含み、前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧とに基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記第1入力部との間、または、前記第2電源線と前記第1入力部との間に設けられた第1容量素子、および、前記第1電源線と前記第2入力部との間、または、前記第2電源線と前記第2入力部との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、前記第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える撮像装置。
(21)
第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号と前記画素信号との差分電圧に応じた信号を入力する入力部と、
前記入力部の電圧に応じた電圧状態となる第1経路、および、前記第1経路に接続された出力部を含み、前記入力部の電圧に基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記入力部との間、または、前記第2電源線と前記入力部との間に設けられた第1容量素子と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部と、を備える撮像装置。
第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号と前記画素信号との差分電圧に応じた信号を入力する入力部と、
前記入力部の電圧に応じた電圧状態となる第1経路、および、前記第1経路に接続された出力部を含み、前記入力部の電圧に基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記入力部との間、または、前記第2電源線と前記入力部との間に設けられた第1容量素子と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部と、を備える撮像装置。
尚、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
21 画素領域
22 垂直駆動部
23 カラム処理部
24 水平駆動部
25 システム制御部
26 信号処理部
27 データ格納部
1 撮像装置
10 画素
11 ノイズキャンセル装置
12 電源部
100 DAC回路
C3,C4 キャパシタ
CM1 コンパレータ
V2 定電流源
Lvdd 第1電源線
Lvss 第2電源線
IN_DAC 第1入力部
IN_VSL 第2入力部
M1~M7 トランジスタ
Cin_DAC,Cin_VSL,Cbandw,CvDIFF1_VSS,CvDIFFOUT0_VSS,Cout 容量素子
DIFF_VOUT0 出力部
22 垂直駆動部
23 カラム処理部
24 水平駆動部
25 システム制御部
26 信号処理部
27 データ格納部
1 撮像装置
10 画素
11 ノイズキャンセル装置
12 電源部
100 DAC回路
C3,C4 キャパシタ
CM1 コンパレータ
V2 定電流源
Lvdd 第1電源線
Lvss 第2電源線
IN_DAC 第1入力部
IN_VSL 第2入力部
M1~M7 トランジスタ
Cin_DAC,Cin_VSL,Cbandw,CvDIFF1_VSS,CvDIFFOUT0_VSS,Cout 容量素子
DIFF_VOUT0 出力部
Claims (21)
- 第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号を入力する第1入力部と、
前記画素信号を入力する第2入力部と、
前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1および第2経路、および、前記第2経路に接続された出力部を含み、前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧とに基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記第1入力部あるいは前記第1経路との間、または、前記第2電源線と前記第1入力部あるいは前記第1経路との間に設けられた第1容量素子、および、前記第1電源線と前記第2入力部あるいは前記第2経路との間、または、前記第2電源線と前記第2入力部あるいは前記第2経路との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、前記第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える撮像装置。 - 前記第1容量素子の容量と前記第2容量素子の容量はほぼ等しい、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1電源線と前記出力部との間に設けられた第3容量素子をさらに備える、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1容量素子は、複数の第1部分容量素子で構成され、
前記複数の第1部分容量素子の第1電極は前記第1入力部または前記第1経路のいずれか一方に共通に接続されており、
前記複数の第1部分容量素子の第2電極は、前記第1調整部を介してそれぞれ前記第1または第2電源線に選択的に接続されている、請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第2容量素子は、複数の第2部分容量素子で構成され、
前記複数の第2部分容量素子の第3電極は前記第2入力部または前記第2経路のいずれか一方に共通に接続されており、
前記複数の第2部分容量素子の第4電極は、前記第2調整部を介してそれぞれ前記第1または第2電源線に選択的に接続されている、請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第1スイッチを含む、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第2スイッチを含む、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子の第2電極と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子の第2電極をそれぞれ前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第1スイッチを含む、請求項4に記載の撮像装置。
- 前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子の第4電極と前記第1および第2電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子の第4電極をそれぞれ前記第1または第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、請求項5に記載の撮像装置。
- 前記第1スイッチを制御する制御信号を記憶するレジスタをさらに備える、請求項6に記載の撮像装置。
- 前記第2スイッチを制御する制御信号を記憶するレジスタをさらに備える、請求項7に記載の撮像装置。
- 前記第1スイッチは、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)インバータ、NANDゲート、NORゲートのいずれかの論理回路である、請求項6に記載の撮像装置。
- 前記第2スイッチは、CMOSインバータ、NANDゲート、NORゲートのいずれかの論理回路である、請求項7に記載の撮像装置。
- 前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記第1容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1経路または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する第3スイッチを含み、
前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記出力部との間、並びに、前記第2容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記出力部または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する第4スイッチを含む、請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1調整部は、前記第1容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記第1容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記第1容量素子を前記第1経路または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第3スイッチを含み、
前記第2調整部は、前記第2容量素子と前記出力部との間、並びに、前記第2容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記第2容量素子を前記出力部または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する第4スイッチを含む、請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記複数の第1部分容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子をそれぞれ前記第1経路または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第3スイッチを含む、請求項8に記載の撮像装置。
- 前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子と前記出力部との間、並びに、前記複数の第2部分容量素子と前記第1電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子をそれぞれ前記出力部または前記第1電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、請求項9に記載の撮像装置。
- 前記第1調整部は、前記複数の第1部分容量素子と前記第1経路との間、並びに、前記複数の第1部分容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記複数の第1部分容量素子をそれぞれ前記第1経路または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第3スイッチを含む、請求項8に記載の撮像装置。
- 前記第2調整部は、前記複数の第2部分容量素子と前記出力部との間、並びに、前記複数の第2部分容量素子と前記第2電源線との間に接続され、前記複数の第2部分容量素子をそれぞれ前記出力部または前記第2電源線のいずれか一方に選択的に接続する複数の第2スイッチを含む、請求項9に記載の撮像装置。
- 第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号を入力する第1入力部と、
前記画素信号を入力する第2入力部と、
前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧との大小関係に応じた電圧状態となる第1経路、および、前記第1経路に接続された出力部を含み、前記第1入力部の電圧と前記第2入力部の電圧とに基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記第1入力部との間、または、前記第2電源線と前記第1入力部との間に設けられた第1容量素子、および、前記第1電源線と前記第2入力部との間、または、前記第2電源線と前記第2入力部との間に設けられた第2容量素子の少なくとも一方と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部、および、前記第2容量素子の容量を調整可能な第2調整部の少なくとも一方と、を備える撮像装置。 - 第1電源電圧を伝達する第1電源線と、
前記第1電源電圧と異なる第2電源電圧を伝達する第2電源線と、
光を画素信号に光電変換する画素からの前記画素信号と比較される参照信号と前記画素信号との差分電圧に応じた信号を入力する入力部と、
前記入力部の電圧に応じた電圧状態となる第1経路、および、前記第1経路に接続された出力部を含み、前記入力部の電圧に基づいて前記出力部からの出力信号を論理反転させる比較回路と、
前記第1電源線と前記入力部との間、または、前記第2電源線と前記入力部との間に設けられた第1容量素子と、
前記第1容量素子の容量を調整可能な第1調整部と、を備える撮像装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023153944 | 2023-09-20 | ||
| JP2023-153944 | 2023-09-20 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025062889A1 true WO2025062889A1 (ja) | 2025-03-27 |
Family
ID=95072663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/028977 Pending WO2025062889A1 (ja) | 2023-09-20 | 2024-08-14 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025062889A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013038549A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Canon Inc | 撮像装置 |
| WO2014156028A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置及び撮像装置 |
| CN112188125A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-05 | 成都微光集电科技有限公司 | 一种噪声抵消电路以及图像传感器 |
| WO2021251041A1 (ja) * | 2020-06-08 | 2021-12-16 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子 |
-
2024
- 2024-08-14 WO PCT/JP2024/028977 patent/WO2025062889A1/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013038549A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Canon Inc | 撮像装置 |
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