JP5554644B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5554644B2 JP5554644B2 JP2010147410A JP2010147410A JP5554644B2 JP 5554644 B2 JP5554644 B2 JP 5554644B2 JP 2010147410 A JP2010147410 A JP 2010147410A JP 2010147410 A JP2010147410 A JP 2010147410A JP 5554644 B2 JP5554644 B2 JP 5554644B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- output
- circuit
- state imaging
- imaging device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 53
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 63
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 18
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
-
- 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
- H04N25/65—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to reset noise, e.g. KTC noise related to CMOS structures by techniques other than CDS
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
以下、本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置について、図1〜図5を参照しながら説明する。
条件1)残差電圧=閾値電圧差のとき111111111をデジタル出力すること
条件2)各閾値電圧差が等しいこと(閾値電圧が等間隔であること)
しかしながら、上位AD変換器において、各閾値電圧差を全て等しくすることが実質的に困難であること、残差電圧=閾値電圧差のとき111111111をデジタル出力するように、全ての下位AD変換器の特性を揃えることが実質的に困難であることから、上記の条件1)および条件2)を満たすことは難しいと考えられる。
上位ビットが001の場合:得られた12ビットのデジタル値-C1
上位ビットが010の場合:得られた12ビットのデジタル値-C1-C2
・・・
上位ビットが111の場合:得られた12ビットのデジタル値-C1-C2-C3-C4-C5-C6-C7
これにより、変換されたデジタル値は、図5に示すように、連続的になる。即ち、本発明の課題を解決することができる。なお、出力されたデジタル値を変換する変換部は、固体撮像装置内でもよいし、外部でもよい。
以下、本発明の実施の形態1の変形例1に係る固体撮像装置について、図6および図7を参照しながら説明する。なお、本変形例1では、実施の形態1における構成要素と同様の構成要素には、同一の名称を付す。従って、本変形例1では、実施の形態1と同様の説明を適宜省略する。
以下、本発明の実施の形態1の変形例2に係る固体撮像装置について、図8を参照しながら説明する。なお、本変形例2では、実施の形態1における構成要素と同様の構成要素には、同一の名称を付す。従って、本変形例2では、実施の形態1と同様の説明を適宜省略する。
102,402,602 第1の選択回路
103,403,603 上位AD変換器
104,404,604 第2の選択回路
105,405,605 下位AD変換器
106 閾値電圧発生回路
406 アナログ電圧記憶回路
107,407,607 制御回路
108,408,608 ゾーン選択回路
109,409,609 ランプ電圧発生回路
110,410,610 比較器
111,411,611 カウンタ
112,412,612 カウンタクロック
113,413,613 アナログ電圧記憶器
114,414,614 算出部
115,415,615 変換部
201 ラダー回路
202 スイッチ
203 オペアンプ
204 出力トランジスタ
205 負荷抵抗
301〜304 配線
305-1〜305-2M 第1〜第2Mの計算ユニット
306 インピーダンス変換器
307 デコーダ・選択回路
308 ゾーン選択回路
501 フォトダイオード
502 トランスファートランジスタ
503 リセットトランジスタ(スイッチ用トランジスタ)
504 ソースフォロワトランジスタ(増幅用トランジスタ)
505 電源線
506 リセット信号線
507 トランスファーゲート信号線
508 リセット電圧線
509 垂直信号線
Claims (10)
- 二次元に配列された複数の画素と、
前記画素のうち同列の画素を接続する複数の垂直信号線と、
複数の上位アナログデジタル変換回路(上位アナログデジタル変換回路の変換ビット数をMとする)と、
複数の下位アナログデジタル変換回路と、
前記上位アナログデジタル変換回路の個々に対応した第1の選択回路と、
前記上位アナログデジタル変換回路の個々に対応した第2の選択回路と、
算出部と、
変換部とを備え、
前記第1の選択回路は、通常モードにおいては前記垂直信号線のうち1つを選択して選択した垂直信号線の電圧を出力する一方、補正モードにおいては補正用電圧を出力し、
前記上位アナログデジタル変換回路は、前記第1の選択回路の出力に基づく信号電圧と2M個の閾値電圧との差に応じた2M個の残差電圧を算出し、通常モードにおいては、前記2M個の閾値電圧のうち前記信号電圧を超えない最大の閾値電圧に対応する上位ビットのデジタル値を出力すると共に当該最大の閾値電圧に対応する残差電圧を出力する一方、補正モードにおいては、前記2M個の閾値電圧のうちいずれか1つである選択閾値電圧に対応する残差電圧を出力し、
前記第2の選択回路は、前記下位アナログデジタル変換回路のうち1つを選択して前記上位アナログデジタル変換回路の出力を接続し、
前記算出部は、補正モードにおいて、前記2 M 個の閾値電圧のうちk番目(kは自然数)に大きい閾値電圧に対応する残差電圧が前記上位アナログデジタル変換回路により出力された場合の前記下位アナログデジタル変換回路の出力と、k+1番目に大きい閾値電圧に対応する残差電圧が前記上位アナログデジタル変換回路により出力された場合の前記下位アナログデジタル変換回路の出力との差分を算出し、
前記変換部は、前記算出部により算出された前記差分に基づいて、上位ビットと下位ビットとを合わせたデジタル値を変換することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記上位アナログデジタル変換回路は、
前記2M個の閾値電圧に対応する前記2M個の残差電圧を算出し出力すると共に前記信
号電圧と前記2M個の閾値電圧との大小関係を出力する2M個の算出部と、
前記2M個の算出部により出力された前記大小関係に基づいて、前記2M個の閾値電圧のうち前記信号電圧を超えない最大の閾値電圧に対応する上位ビットのデジタル値を出力すると共に当該最大の閾値電圧に対応する残差電圧を選択する選択回路と、
前記2M個の算出部により出力される前記2M個の残差電圧のうち前記選択閾値電圧に対応する残差電圧を選択する選択回路とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記2M個の閾値電圧を発生し出力する閾値電圧発生回路をさらに備え、
前記補正用電圧は、前記閾値電圧発生回路により出力された前記2M個の閾値電圧のうち1つであることを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - 前記閾値電圧発生回路は、
出力トランジスタと、
比較器と、
ラダー回路とを含み、
前記ラダー回路は、信号電圧の上限値に設定された第1の参照電圧と、信号電圧の下限値に設定された第2の参照電圧との間に、互いに同一の2M個の直列に接続された抵抗またはコンデンサを含み、
外部からの制御信号により前記抵抗または前記コンデンサそれぞれの両端の電圧で生成される2M個の閾値電圧のうち1つを選択的に出力し、
前記比較器は、前記出力トランジスタからの出力電圧と、前記ラダー回路からの出力電圧とを比較し、比較結果に応じた電圧を前記出力トランジスタの入力に出力することを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、外部から入力される参照電圧に従った電圧を前記垂直信号線に出力し、
前記垂直信号線に出力された前記電圧と前記2M個の閾値電圧との差に応じた2M個の電圧を記憶すると共に前記2M個の電圧のうち1つを前記補正用電圧として出力する電圧記憶回路をさらに備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、
増幅用トランジスタと、
前記増幅用トランジスタの入力に接続されたスイッチ用トランジスタとを備え、
前記参照電圧が、前記スイッチ用トランジスタを介して前記増幅用トランジスタに入力されることを特徴とする請求項5に記載の固体撮像装置。 - 前記参照電圧の値は、信号電圧の上限値および下限値に対し、前記増幅用トランジスタのオフセット電圧を加えた値に略等しいことを特徴とする請求項6に記載の固体撮像装置。
- 前記画素は、外部から入力される参照電圧に従った電圧を前記垂直信号線に出力し、
前記補正用電圧は、前記垂直信号線に出力された前記電圧であることを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。 - 前記画素は、
増幅用トランジスタと、
前記増幅用トランジスタの入力に接続されたスイッチ用トランジスタとを備え、
前記参照電圧が、前記スイッチ用トランジスタを介して前記増幅用トランジスタに入力されることを特徴とする請求項8に記載の固体撮像装置。 - 前記参照電圧の値は、2M個の閾値電圧のうち1つに対して、前記増幅用トランジスタのオフセット電圧を加えた値に略等しいことを特徴とする請求項9に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010147410A JP5554644B2 (ja) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | 固体撮像装置 |
CN201180032204.8A CN102959950B (zh) | 2010-06-29 | 2011-02-10 | 固体摄像装置 |
PCT/JP2011/000769 WO2012001838A1 (ja) | 2010-06-29 | 2011-02-10 | 固体撮像装置 |
US13/732,106 US8957983B2 (en) | 2010-06-29 | 2012-12-31 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010147410A JP5554644B2 (ja) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012015586A JP2012015586A (ja) | 2012-01-19 |
JP5554644B2 true JP5554644B2 (ja) | 2014-07-23 |
Family
ID=45401590
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010147410A Expired - Fee Related JP5554644B2 (ja) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | 固体撮像装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8957983B2 (ja) |
JP (1) | JP5554644B2 (ja) |
CN (1) | CN102959950B (ja) |
WO (1) | WO2012001838A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6021626B2 (ja) * | 2012-12-14 | 2016-11-09 | キヤノン株式会社 | 撮像装置の駆動方法、撮像装置、撮像システム |
JP6681586B2 (ja) | 2015-03-19 | 2020-04-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | イメージセンサおよびそれを備えた撮像装置 |
CN107147859B (zh) * | 2017-06-06 | 2019-10-18 | 长春长光辰芯光电技术有限公司 | 一种应用于图像传感器中的高速模数转换装置 |
US11393867B2 (en) | 2017-12-06 | 2022-07-19 | Facebook Technologies, Llc | Multi-photodiode pixel cell |
US11233085B2 (en) | 2018-05-09 | 2022-01-25 | Facebook Technologies, Llc | Multi-photo pixel cell having vertical gate structure |
US11463636B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-10-04 | Facebook Technologies, Llc | Pixel sensor having multiple photodiodes |
US10931884B2 (en) | 2018-08-20 | 2021-02-23 | Facebook Technologies, Llc | Pixel sensor having adaptive exposure time |
US11956413B2 (en) | 2018-08-27 | 2024-04-09 | Meta Platforms Technologies, Llc | Pixel sensor having multiple photodiodes and shared comparator |
US11595602B2 (en) * | 2018-11-05 | 2023-02-28 | Meta Platforms Technologies, Llc | Image sensor post processing |
US11218660B1 (en) | 2019-03-26 | 2022-01-04 | Facebook Technologies, Llc | Pixel sensor having shared readout structure |
US11910114B2 (en) | 2020-07-17 | 2024-02-20 | Meta Platforms Technologies, Llc | Multi-mode image sensor |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05327505A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 直並列型a/d変換器 |
JP2814937B2 (ja) * | 1994-12-28 | 1998-10-27 | 日本電気株式会社 | 直並列型a/d変換器のオフセット補正方式 |
FI107482B (fi) * | 1999-09-20 | 2001-08-15 | Nokia Networks Oy | Menetelmä analogia-digitaalimuuntimen kalibroimiseksi sekä kalibrointilaite |
JP4689024B2 (ja) * | 2000-10-12 | 2011-05-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | A/d変換装置および固体撮像装置 |
JP4069203B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2008-04-02 | 国立大学法人静岡大学 | イメージセンサ用2段階a/d変換器 |
JP4140528B2 (ja) * | 2004-01-30 | 2008-08-27 | 株式会社デンソー | A/d変換装置 |
JP4526919B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2010-08-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | A/d変換装置 |
US7187310B2 (en) * | 2005-03-04 | 2007-03-06 | Kamal El-Sankary | Circuit calibration using voltage injection |
JP4802767B2 (ja) * | 2006-03-06 | 2011-10-26 | ソニー株式会社 | アナログ−デジタル変換装置と、それを用いた固体撮像装置とその駆動方法 |
JP4744343B2 (ja) * | 2006-04-10 | 2011-08-10 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置および固体撮像装置の駆動方法 |
JPWO2011021260A1 (ja) * | 2009-08-18 | 2013-01-17 | パナソニック株式会社 | パイプライン型ad変換器およびその出力補正方法 |
JP2011091573A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Panasonic Corp | 固体撮像装置及びad変換方法 |
-
2010
- 2010-06-29 JP JP2010147410A patent/JP5554644B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-02-10 CN CN201180032204.8A patent/CN102959950B/zh active Active
- 2011-02-10 WO PCT/JP2011/000769 patent/WO2012001838A1/ja active Application Filing
-
2012
- 2012-12-31 US US13/732,106 patent/US8957983B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102959950B (zh) | 2015-11-25 |
US8957983B2 (en) | 2015-02-17 |
WO2012001838A1 (ja) | 2012-01-05 |
US20130120625A1 (en) | 2013-05-16 |
CN102959950A (zh) | 2013-03-06 |
JP2012015586A (ja) | 2012-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5554644B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
US9912883B1 (en) | Image sensor with calibrated column analog-to-digital converters | |
US9525836B2 (en) | AD conversion apparatus, solid-state imaging apparatus, and imaging system | |
US8269872B2 (en) | Analog-to-digital converter, analog-to-digital converting method, solid-state image pickup device, and camera system | |
JP5347341B2 (ja) | 固体撮像装置、撮像装置、電子機器、ad変換装置、ad変換方法 | |
JP5094498B2 (ja) | 固体撮像装置及び撮像システム | |
US7755686B2 (en) | Physical quantity distribution detecting apparatus and imaging apparatus | |
US9060139B2 (en) | Solid-state imaging apparatus and method for driving the same | |
JP5979896B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
KR101533664B1 (ko) | 아날로그/디지털 변환기 및 고체 촬상 장치 | |
US10291251B1 (en) | Imaging systems with sub-radix-2 charge sharing successive approximation register (SAR) analog-to-digital converters | |
JP2006020172A (ja) | ランプ波形発生回路、アナログ・デジタル変換回路、撮像装置、撮像装置の制御方法 | |
US8797455B2 (en) | Analog-to-digital converter, image sensor including the same, and apparatus including image sensor | |
IL197437A (en) | Analog-digital converter circuit and optical sensor | |
JP2010103913A (ja) | A/d変換器、及びそれを備えた固体撮像装置 | |
JP2009200931A (ja) | 固体撮像装置、半導体集積回路装置、および信号処理方法 | |
JP2009130827A (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2008118634A (ja) | データ処理装置、固体撮像装置、撮像装置、電子機器 | |
JP2014121060A (ja) | アナログデジタル変換器、固体撮像装置、および電子機器 | |
US8189079B2 (en) | Imaging apparatus and method | |
JP2017158062A5 (ja) | ||
JP2010074331A (ja) | 固体撮像装置 | |
JP6805753B2 (ja) | 撮像装置 | |
KR101666078B1 (ko) | 이미지 유사성을 이용한 이미지 센싱 장치 및 방법 | |
JP2013038661A (ja) | A/d変換器、固体撮像装置および電子情報機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121109 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20130110 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140411 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140507 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140529 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5554644 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |