JP2017200063A5

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Publication number: JP2017200063A5
Application number: JP2016089723A
Authority: JP
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2020-02-13
Anticipated expiration: 2036-04-27

Claims

複数行および複数列に渡って配され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、
前記複数列の各々に、それぞれが対応して設けられた複数のＡＤ変換部と、
時間の経過に伴って電位が変化するランプ信号を出力するランプ信号供給部とを有し、
前記複数のＡＤ変換部の各々は、
前記画素信号と前記ランプ信号との少なくとも一方の信号にオフセットを付与するオフセット付与部と、
前記オフセット付与部によって少なくとも一方の信号に前記オフセットが付与された前記画素信号と前記ランプ信号との比較である第１比較を行い、前記第１比較の結果を示す第１比較結果信号を出力する第１比較器と、
前記画素信号と前記ランプ信号との比較である第２比較を行い、前記第２比較の結果を示す第２比較結果信号を出力する第２比較器とを有し、
前記ＡＤ変換部が、前記ランプ信号の電位の変化の開始から終了までの期間であるＡＤ変換期間において、前記オフセットの付与によって、前記第１比較結果信号、前記第２比較結果信号の順に信号レベルが変化し、
前記ＡＤ変換期間の開始から前記第１比較結果信号の信号レベルが変化するまでの期間、前記第２比較器は非動作状態であり、
前記第１比較結果信号の信号レベルの変化に対応して、前記第２比較器が動作状態となって前記第２比較を行い、
前記第１比較の単位時間あたりの電流消費量が、前記第２比較の単位時間あたりの電流消費量よりも少ないことを特徴とする撮像装置。
前記第１比較器は前記オフセット付与部によって少なくとも一方の信号に前記オフセットが付与された前記画素信号と前記ランプ信号とを比較する第１差動対を有し、
前記第２比較器は、前記画素信号と前記ランプ信号との比較を行う第２差動対を有し、
前記ＡＤ変換期間の開始から前記第１比較結果信号の信号レベルが変化するまでの期間、前記第２差動対の単位時間あたりの電流消費量が、第１の電流消費量であり、
前記第１比較結果信号の信号レベルの変化に対応して、前記第２差動対の単位時間あたりの電流消費量が、前記第１の電流消費量よりも多い第２の電流消費量となり、
前記ＡＤ変換期間の開始から前記第１比較結果信号の信号レベルが変化するまでの期間、前記第１差動対の単位時間あたりの電流消費量が、前記第２の電流消費量よりも少ない第３の電流消費量であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
第２比較結果信号の信号レベルの変化に対応して、前記第２差動対の単位時間あたりの電流消費量が、前記第２の電流消費量よりも少ない第４の電流消費量となることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記第１の電流消費量と前記第４の電流消費量とが同じ値であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
第２比較結果信号の信号レベルの変化に対応して、前記第１差動対の単位時間あたりの電流消費量が、前記第３の電流消費量よりも少ない第５の電流消費量となることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記画素信号が、前記画素に入射した光の光量に対応する信号であり、
前記画素信号が、所定の振幅よりも大きい第１の場合には、
前記ＡＤ変換期間の開始から前記第１比較結果信号の信号レベルが変化するまでの期間、前記第２差動対の単位時間あたりの電流消費量が、第１の電流消費量であって、
前記第１比較結果信号の信号レベルの変化に対応して、前記第２差動対の単位時間あたりの電流消費量が、前記第１の電流消費量よりも多い第２の電流消費量となって、前記第２差動対が前記第２比較を行い、
前記画素信号が、所定の振幅よりも小さい第２の場合には、
前記ＡＤ変換期間の開始から前記第２比較結果信号の信号レベルが変化するまでの期間、前記第２差動対の単位時間あたりの電流消費量が、前記第２の電流消費量であって、前記第２差動対が前記第２比較を行うことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記第１の場合に、
前記第２比較結果信号の信号レベルの変化に対応して、前記第２差動対の単位時間あたりの電流消費量を、前記第２の電流消費量よりも少ない第４の電流消費量とすることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
前記第１の場合に、
前記第２比較結果信号の信号レベルの変化に対応して、前記第１差動対の単位時間あたりの電流消費量を、前記第３の電流消費量よりも少ない第５の電流消費量とすることを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
前記第２の場合に、前記ＡＤ変換期間の全体に渡って、前記第１差動対の単位時間あたりの電流消費量を、前記第３の電流消費量よりも少ない第５の電流消費量とすることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記オフセット付与部は、複数のトランジスタと、スイッチとを有し、
前記スイッチは、前記複数のトランジスタのうち、前記第１差動対の入力段として動作するトランジスタの数を変更することを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記複数列のうちの第１列に対応して、一の比較器が配され、
前記複数列のうちの第２列に対応して、別の一の比較器が配され、
前記一の比較器と前記別の一の比較器は、第１動作と第２動作とを含む複数の動作が可能であり
前記第１動作は、
前記一の比較器が前記第１列の前記画素信号と前記ランプ信号とを比較し、前記別の一の比較器が前記第２列の前記画素信号と前記ランプ信号とを比較する動作であり、
前記第２動作は、
前記一の比較器および前記別の一の比較器に、前記第１列と前記第２列のいずれか一方の前記画素信号が入力され、前記一の比較器が前記第１比較器として動作し、前記別の一の比較器が前記第２比較器として動作する動作であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記画素は、
入射する光の光量に対応する電荷を生成する光電変換部と、ＭＯＳトランジスタと、前記光電変換部と前記ＭＯＳトランジスタのゲートとの間の電気的経路に配された転送スイッチとを有し、
前記ＭＯＳトランジスタが、前記第１比較器および前記第２比較器のそれぞれの入力段であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有することを特徴とする撮像システム。