特開2026-158610IP Force 特許公報全文掲載

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技術分野

固体撮像装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】画素信号のＡＤ変換精度の低下を抑止しつつ、ＡＤ変換に要する時間の短縮ができる固体撮像装置を提供する。
【解決手段】参照画素信号を出力する参照画素と、所定の変更点で傾きを変更したランプ信号を出力するランプ発生部と、ランプ信号と、画素が出力する画素信号とを比較する比較部と、比較部による比較結果に基づいて、画素信号を画素信号量に変換する変換部と、参照画素信号を用いて、ランプ信号の傾きが変更されることにより生じた非線形領域を補正する補正部と、を含む固体撮像装置。
【選択図】図６

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかし、ランプ信号を用いて画素信号をＡＤ変換する際にランプ信号の傾きを変更すると、ランプ信号を比較器に伝達するための配線の寄生容量等による遅延の影響により、ランプ信号の傾きが変更後の傾きに至るまでに非線形の遷移領域が発生し、ＡＤ変換の精度を低下させるという問題がある。先行技術はこのような問題に対応できない。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

参照画素信号を出力する参照画素と、所定の変更点で傾きを変更したランプ信号を出力するランプ発生部と、前記ランプ信号と、画素が出力する画素信号とを比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づいて、前記画素信号を画素信号量に変換する変換部と、前記参照画素信号を用いて、前記ランプ信号の、前記傾きが変更されることにより生じた非線形領域を補正する補正部と、を有する固体撮像装置。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

所定の変更点でランプ信号の傾きを変更するとともに、参照画素から出力される参照画素信号を用いて、ランプ信号の、傾きが変更されることにより生じた非線形領域を補正する。これにより、画素信号のＡＤ変換精度の低下を抑止しつつ、ＡＤ変換に要する時間の短縮ができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 固体撮像装置の構成例を示す図である。
【図2】 画素の構成例を示す図である。
【図3】 ランプ信号の一例を示す図である。
【図4】 一般的な、画素信号の読み出しと、ＡＤ変換動作のタイミングチャートを示す図である。
【図5】 参照画素アレイの参照画素信号を用いて、行方向のすべての列に対して一律の遅延量を算出するフローの一例を示す図である。
【図6】 画素アレイの画素信号を算出した遅延量で補正するフローの一例を示す図である。
【図7A】 参照画素アレイの各参照画素において検出したリセット反転クロック数と同じ値を変更点として設定した場合のランプ信号の一例を示す説明図である。
【図7B】 参照アレイの各参照画素において検出したリセット反転クロック数より大きい値を変更点として設定した場合のランプ信号の一例を示す説明図である。
【図8】 参照画素アレイにおける参照画素の情報をメモリに格納するタイミングの一例を示すタイミング図である。
【図9】 画素アレイにおける画素の情報をメモリに格納するタイミングの一例を示すタイミング図である。
【図10】 参照画素アレイを用いて行ごとに遅延量を算出するときの、参照画素アレイの各行に対する変更点および算出する遅延量の割り当ての一例を示す図である。
【図11】 コンパレータを構成する回路例を示す図である。
【図12】 ＤＡＣ回路を構成するランプ回路の一の例を示す図である。
【図13】 ＤＡＣ回路を構成するランプ回路の他の例を示す図である。
【図14】 固体撮像装置のデバイス構造の一例を示す説明図である。
【図15】 参照画素アレイの参照画素信号を用いて、行ごとかつ列ごとの遅延量を算出するフローの一例を示す図である。
【図16】 画素アレイの画素信号を、算出した遅延量で補正するフローの一例を示す図である。
【図17】 同じ行の参照画素のリセットレベルが列でばらつくことによる影響を説明するための説明図である。
【図18】 参照画素アレイを用いて参照画素ごとに遅延量を算出するときの、参照画素アレイの各参照画素に対する変更点および算出する遅延量の割り当ての一例を示す図である。
【図19A】 画素信号量が変更点よりも小さい場合の、画素のリセット信号量の制御カウント数との関係の一例を示す図である。
【図19B】 画素信号量が変更点よりも小さい場合の、画素の画素信号量の制御カウント数との関係の一例を示す図である。
【図20A】 参照画素信号量が変更点以上場合の、参照画素のリセット信号量の制御カウント数との関係の一例を示す図である。
【図20B】 参照画素信号量が変更点以上の場合の、画素の画素信号量の制御カウント数との関係の一例を示す図である。
【図21A】 参照画素信号量が変更点以上場合の、参照画素のリセット信号量の制御カウント数との関係の一例を示す図である。
【図21B】 参照画素信号量が変更点以上の場合の、画素の画素信号量の制御カウント数との関係の一例を示す図である。
【図22】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図23】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図24】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図25】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図26】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図27】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図28】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図29】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図30】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図31】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図32】 変更点で傾きが変更されたランプ信号の一例を、傾きの変更がされない従来のランプ信号と比較して示す図である。
【図33】 ＤＣＧが実行される、スプリット－ＰＤ構造の一例を示す説明図である。
【図34】 カウンタ回路部３０のクロック周波数を１／２倍にすることによりＡＤ変換のアナログゲインを１／２倍に切り替える構成の一例を示す説明図である。

選択図 図6出願人が指定した本件の代表的な図

１ 固体撮像装置、 １０ 画素アレイ、 １１ 画素、 ２０ コンパレータ、 ２５ ＡＤＣ回路、 ３０ カウンタ回路部、 ４０ メモリ、 ５０ 列走査回路、 ６０ 行走査回路、 ７０ ＤＡＣ回路、 ８０ 駆動制御部、 ９０ 参照画素アレイ、 ９１ 参照画素、 Ｖｘ 行制御線、 Ｈｙ 列信号線、 Ｖｒｅｆ ランプ信号。

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