JP4655500B2 - Ad変換装置並びに物理量分布検知の半導体装置および電子機器 - Google Patents
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Description
図13は、AD変換装置を画素部と同一の半導体基板に搭載した従来例のCMOS固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の概略構成図である。図13に示すように、この固体撮像装置1は、複数の単位画素3が行および列に配列された画素部(撮像部)10と、画素部10の外側に設けられた駆動制御部7と、カウンタ部(CNT)24と、垂直列ごとに配されたカラムAD回路25を有するカラム処理部26と、カラム処理部26のカラムAD回路25にAD変換用の参照電圧を供給するDAC(Digital Analog Converter)を有して構成された参照信号生成部27と、減算回路29を有して構成された出力回路28とを備えている。
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する高速クロック生成部と、前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、前記比較部における比較処理と平行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、処理対象信号について、前記カウンタ部にて保持した前記カウント値を保持するデータ記憶部と、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記データ記憶部が保持していた前記カウント値を読み出す読出走査部とを備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させる、
ことを特徴とするAD変換装置が提供される。
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する第1の高速クロック生成部と、前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、前記高速カウンタクロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速クロックを生成する第2の高速クロック生成部と、今回の処理対象信号について、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウント部から前記カウント値を読み出す読出走査部と、前記読出走査部から、変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換して出力する出力処理部とを備え、
前記出力処理部は、変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換するパラシリ変換部と、前記パラシリ変換部により生成された前記シリアル形式で表されるnビットの出力データを外部に出力するためのデータ出力端子と、前記読出クロックを再現可能なストローブデータを生成するストローブデータ生成部と、前記データ出力端子とは別に、前記ストローブデータ生成部が生成した前記ストローブデータを外部に出力するためのストローブ出力端子とを有し、
前記ストローブデータ生成部は、前記シリアル形式で表されるnビットの出力データとの間で排他的論理和をとり前記ストローブデータを生成する、
ことを特徴とするAD変換装置が提供される。
前記AD変換装置は、前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する高速クロック生成部と、前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、処理対象信号について、前記カウンタ部にて保持した前記カウント値を保持するデータ記憶部と、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記データ記憶部が保持していた前記カウント値を読み出す読出走査部とを備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させる、
ことを特徴とする物理量分布検知の半導体装置が提供される。
基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの処理対象信号の前記基準成分と前記信号成分との差信号成分をデジタルデータに変換するAD変換装置を有し、
当該AD変換装置は、前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する第1の高速クロック生成部と、前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、前記高速カウンタクロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速クロックを生成する第2の高速クロック生成部と、今回の処理対象信号について、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウント部から前記カウント値を読み出す読出走査部と、を有し、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させ、
前記読出走査部から、変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換して出力する、
ことを特徴とする物理量分布検知の半導体装置が提供される。
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する高速クロック生成部と、前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、処理対象信号について、前記カウンタ部にて保持した前記カウント値を保持するデータ記憶部と、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記データ記憶部が保持していた前記カウント値を読み出す読出走査部とを備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させる、
ことを特徴とする電子機器が提供される。
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する第1の高速クロック生成部と、前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、前記高速カウンタクロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速クロックを生成する第2の高速クロック生成部と、今回の処理対象信号について、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウント部から前記カウント値を読み出す読出走査部と、前記読出走査部から、変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換して出力する出力処理部とを備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させる、
ことを特徴とする電子機器が提供される。
図1は、本発明に係る半導体装置の第1実施形態であるCMOS固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の概略構成図である。なお、このCMOS固体撮像装置は、本発明に係る電子機器の一態様でもある。
クロック変換部23は、入力されたクロック周波数よりも高速のクロック周波数のパルスを生成する逓倍回路23aを内蔵している。このクロック変換部23は、通信・タイミング制御部20から低速クロックCLK2を受け取り、それを元にして2倍以上高い周波数のクロックを生成する。以下、低速クロックCLK2よりも2倍以上高い周波数のクロック全般を纏めて、高速クロックという。ここでは、特に参照子CLK3を付して、高速クロックCLK3という。クロック変換部23は、通信・タイミング制御部20から受け取った低速クロックCLK2や自身で生成した高速クロックCLK3を、通信・タイミング制御部20やデータ出力部の一例である出力回路28に供給する。
参照信号生成部27は、DA変換回路(DAC;Digital Analog Converter)27aを有して構成されており、通信・タイミング制御部20からの制御データCN4で示される初期値から、カウントクロックCK0に同期して、階段状の鋸歯状波(ランプ波形)を生成して、カラム処理部26の個々のカラムAD回路25に、この生成した鋸歯状波をAD変換用の参照電圧(ADC基準信号)として供給するようになっている。なお、図示を割愛しているが、ノイズ防止用のフィルタを設けるとよい。
図2は、図1に示した第1実施形態の固体撮像装置1のカラムAD回路25における動作を説明するためのタイミングチャートである。画素部10の各単位画素3で感知されたアナログの画素信号をデジタル信号に変換する仕組みとしては、たとえば、所定の傾きで下降するランプ波形状の参照信号RAMPと単位画素3からの画素信号における基準成分や信号成分の各電圧とが一致する点を探し、この比較処理で用いる参照信号RAMPの生成時点から、画素信号における基準成分や信号成分に応じた信号と参照信号とが一致した時点までをカウントクロックでカウント(計数)することで、基準成分や信号成分の各大きさに対応したカウント値を得る手法を採る。
図3は、本発明の第2実施形態に係るCMOS固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の概略構成図である。この第2実施形態の固体撮像装置1は、第1実施形態の固体撮像装置1に対して、カラムAD回路25の構成を変形している。
図4は、図3に示した第2実施形態の固体撮像装置1のカラムAD回路25における動作を説明するためのタイミングチャートである。カラムAD回路25におけるAD変換処理は、第1実施形態と同様である。ここではその詳細な説明を割愛する。
図5は、本発明の第3実施形態に係るCMOS固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の概略構成図である。また、図6は、第3実施形態におけるデータ出力方式の一例を示すタイミングチャートである。
図7は、出力回路の第1の構成例を示す回路ブロック図である。図7に示す第1例の出力回路28は、内部にデジタル信号処理部を取り込むようにしている点と、差動出力形式にしている点に特徴を有する。図示を割愛するが、シングルエンド出力形式にも同様に適用可能である。
図8は、出力回路の第2の構成例を示す回路ブロック図である。なおここでは、差動出力方式についての出力バッファの近傍のみを示す。また図9は、図8に示す第2例の出力回路に用いられるストローブデータ生成部の一構成例を示す回路ブロック図である。なおここでは、差動出力の一方についてのみを示す。また図10は、図8に示す第2例の出力回路におけるデータ出力方式を示すタイミングチャートである。この第2例は、シリアル形式で現されるnビットの出力データとの間で排他的論理和を取ることで、高速で画像データを出力する際にタイミングを取るためのクロックを再現可能なストローブデータSTBを出力する点に特徴を有する。
図11は、本発明の第4実施形態に係るCMOS固体撮像装置(CMOSイメージセンサ)の概略構成図である。この第4実施形態の固体撮像装置1は、カラム処理部26から出力されるパラレルデータを、水平走査回路12を高速クロックを元に生成された信号で制御することで、パラレルデータ形式でデバイス外部に映像データD1として出力するようにしている。このとき、第1実施形態とは異なり、同期用の高速クロックCLKSyncを、映像データD1とは別の端子5dから外部に出力するようにしている点に特徴を有する。
Claims (13)
- 基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの処理対象信号の前記基準成分と前記信号成分との差信号成分をデジタルデータに変換するAD変換装置であって、
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、
前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する高速クロック生成部と、
前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、
前記比較部における比較処理と平行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、
処理対象信号について、前記カウンタ部にて保持した前記カウント値を保持するデータ記憶部と、
前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記データ記憶部が保持していた前記カウント値を読み出す読出走査部と
を備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させる、
ことを特徴とするAD変換装置。 - 前記カウンタ部は、共通のカウンタ回路で構成され、かつ前記アップカウントモードと前記ダウンカウントモードとを切り替え可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のAD変換装置。 - 前記参照信号生成部は、前記1回目の処理と前記2回目の処理のそれぞれについての前記参照信号の変化特性を同じにする、
ことを特徴とする請求項1に記載のAD変換装置。 - 基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの処理対象信号の前記基準成分と前記信号成分との差信号成分をデジタルデータに変換するAD変換装置であって、
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、
前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する第1の高速クロック生成部と、
前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、
前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、
前記高速カウンタクロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速クロックを生成する第2の高速クロック生成部と、
今回の処理対象信号について、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウント部から前記カウント値を読み出す読出走査部と、
前記読出走査部から、変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換して出力する出力処理部と
を備え、
前記出力処理部は、
変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換するパラシリ変換部と、
前記パラシリ変換部により生成された前記シリアル形式で表されるnビットの出力データを外部に出力するためのデータ出力端子と、
前記読出クロックを再現可能なストローブデータを生成するストローブデータ生成部と、
前記データ出力端子とは別に、前記ストローブデータ生成部が生成した前記ストローブデータを外部に出力するためのストローブ出力端子と
を有し、
前記ストローブデータ生成部は、前記シリアル形式で表されるnビットの出力データとの間で排他的論理和をとり前記ストローブデータを生成する、
ことを特徴とするAD変換装置。 - 入射された電磁波に対応する電荷を生成する電荷生成部および前記電荷生成部により生成された電荷に応じた、基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの単位信号を生成する単位信号生成部を単位構成要素内に含み、当該単位構成要素が行列状に配された物理量分布検知のための半導体装置であって、該物理量分布検知の半導体装置は、基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの処理対象信号の前記基準成分と前記信号成分との差信号成分をデジタルデータに変換するAD変換装置を有し、
前記AD変換装置は、
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、
前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する高速クロック生成部と、
前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、
前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、
処理対象信号について、前記カウンタ部にて保持した前記カウント値を保持するデータ記憶部と、
前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記データ記憶部が保持していた前記カウント値を読み出す読出走査部と
を備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させる、
ことを特徴とする物理量分布検知の半導体装置。 - 前記比較部と前記カウンタ部とを有して構成されるAD変換部を、前記単位構成要素の列の並び方向である行方向に複数備えている、
ことを特徴とする請求項5に記載の物理量分布検知の半導体装置。 - 前記参照信号生成部は、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理と前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理のそれぞれについての前記参照信号の変化特性を同じにする、
ことを特徴とする請求項5に記載の物理量分布検知の半導体装置。 - 入射された電磁波に対応する電荷を生成する電荷生成部および前記電荷生成部により生成された電荷に応じた、基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの単位信号を生成する単位信号生成部を単位構成要素内に含み、当該単位構成要素が行列状に配された物理量分布検知のための半導体装置であって、
基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの処理対象信号の前記基準成分と前記信号成分との差信号成分をデジタルデータに変換するAD変換装置を有し、
当該AD変換装置は、
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、
前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する第1の高速クロック生成部と、
前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、
前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、
前記高速カウンタクロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速クロックを生成する第2の高速クロック生成部と、
今回の処理対象信号について、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウント部から前記カウント値を読み出す読出走査部と、
を備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させ、
前記読出走査部から、変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換して出力する、
ことを特徴とする物理量分布検知の半導体装置。 - 前記出力処理部は、
変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換するパラシリ変換部と、
パラシリ変換部により生成された前記シリアル形式で現されるnビットの出力データを外部に出力するためのデータ出力端子と、
前記読出クロックを再現可能なストローブデータを生成するストローブデータ生成部と、
前記データ出力端子とは別に、前記ストローブデータ生成部が生成した前記ストローブデータを外部に出力するためのストローブ出力端子と
を有することを特徴とする請求項8に記載の物理量分布検知の半導体装置。 - 基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの処理対象信号の前記基準成分と前記信号成分との差信号成分をデジタルデータに変換する電子機器であって、
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、
前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する高速クロック生成部と、
前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、
前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、
処理対象信号について、前記カウンタ部にて保持した前記カウント値を保持するデータ記憶部と、
前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記データ記憶部が保持していた前記カウント値を読み出す読出走査部と
を備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させる、
ことを特徴とする電子機器。 - 前記参照信号生成部は、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理と前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理のそれぞれについての前記参照信号の変化特性を同じにする、
ことを特徴とする請求項10に記載の電子機器。 - 基準成分と信号成分とを含んで表されるアナログの処理対象信号の前記基準成分と前記信号成分との差信号成分をデジタルデータに変換する電子機器であって、
前記デジタルデータに変換するために比較信号として用いる参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記基準成分および前記信号成分のそれぞれに応じた信号と前記参照信号とを比較する比較部と、
前記アナログの処理対象信号を取り込む駆動パルスと対応した基本となるパルスであるマスタークロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速カウンタクロックを生成する第1の高速クロック生成部と、
前記比較部が前記基準成分と前記信号成分の何れについて比較処理を行なっているのかに応じて前記カウンタ部における前記カウント処理のモードを切り替える制御部と、
前記比較部における比較処理と並行して、前記基準成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいてダウンカウントモードおよびアップカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行ない、当該比較処理が完了した時点のカウント値を保持し、前記信号成分の比較処理のときは、前記制御部により前記カウンタ部の処理モードが切り替えられて、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウンタ部のカウント値から、前記基準成分の比較動作のときと異なるアップカウントモードおよびダウンカウントモードの何れか一方の前記処理モードでカウント処理を行なうカウンタ部と、
前記高速カウンタクロックの周波数よりも高い周波数を持つパルスである高速クロックを生成する第2の高速クロック生成部と、
今回の処理対象信号について、前記比較部と前記カウンタ部とが、それぞれが担当する処理を行なうのと並行して、前記高速カウンタクロックに基づいて、前記カウント部から前記カウント値を読み出す読出走査部と、
前記読出走査部から、変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換して出力する出力処理部と
を備え、
前記制御部は、前記アナログの信号成分をデジタルデータに変換する2回目の処理における前記カウント処理を、前記アナログの基準成分をデジタルデータに変換する1回目の処理において保持しておいたカウント値から開始させる、
ことを特徴とする電子機器。 - 前記出力処理部は、
変換されたパラレル形式のnビットの前記デジタルデータを前記高速カウンタクロックに同期して受け取り、前記高速クロックの読出クロックを使用してシリアル形式で現されるnビットの前記出力データに変換するパラシリ変換部と、
パラシリ変換部により生成された前記シリアル形式で現されるnビットの出力データを外部に出力するためのデータ出力端子と、
前記読出クロックを再現可能なストローブデータを生成するストローブデータ生成部と、
前記データ出力端子とは別に、前記ストローブデータ生成部が生成した前記ストローブデータを外部に出力するためのストローブ出力端子と
を有することを特徴とする請求項12に記載の電子機器。
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