[發明專利]固態成像裝置

有效

• 申請號: 201310240109.8
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103516365B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 吉田大介
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 歐陽帆

技術領域

本發明涉及固態成像裝置。

背景技術

通常，用于數字相機或數字攝像機的固態成像裝置包括用于將模擬值的圖像信號轉換成數字值的AD轉換器。多種類型的AD轉換器是已知的，并且其中一種類型是斜坡型（ramp-type）AD轉換器。在斜坡型AD轉換器中，使用比較器來比較輸入模擬信號和斜坡信號的相對大小，并且測量從斜坡信號開始改變的時間直至比較器的輸出翻轉的時間為止的時段以確定數字值。盡管可以用小規模電路配置斜坡型AD轉換器，但這不適用于高速操作，因為需要2^(n-1)個時鐘周期來完成n-位分辨率的AD轉換。另一種AD轉換器類型稱為逐次逼近（successive-approximation）AD轉換器。包括具有二進制加權電容值的多個電容器的逐次逼近AD轉換器使用這些電容器改變比較信號，并且連續二等分其中包括模擬值的范圍。盡管逐次逼近AD轉換器適合高速操作（因為在n個時鐘周期內實現了n-位分辨率），但它們的電路尺寸變大，這是因為電容器的電容比（即面積比）最大為1:2^(n-1)。

考慮到目前的情況，日本專利特開No.2012-54913提出混合型AD轉換器。在該AD轉換器中，使用多個電容器來確定包括數字值的子范圍，并且通過使用斜坡信號來根據子范圍確定數字值。

發明內容

在日本專利特開No.2012-54913中描述的配置中，通過AD轉換器將通過對從光電二極管輸出的信號執行相關雙采樣而得到的噪聲減小的信號轉換成數字信號。然而，在日本專利特開No.2012-54913中描述的方法中，由于獲得其中疊加了AD轉換器自身的偏移（offset）分量的數字信號，所以AD轉換的精度可能不夠好。因此，本發明的一方面是提供有利于提供高速且高精度AD轉換器的技術。

本發明的一方面提供了固態成像裝置，包括：配置成將模擬值轉換成數字值的AD轉換器，以及配置成將模擬信號供給到AD轉換器的具有多個像素的像素陣列，其中，AD轉換器包括：生成電路，生成電路包括具有二進制加權電容值的多個電容器以及配置成從所述多個電容器中選擇至少一個電容器的開關電路，生成電路被配置成根據由開關電路選擇的所述至少一個電容器的合成電容值來生成比較信號；比較器電路，配置成將模擬值與比較信號的值進行比較；控制電路，配置成執行用于通過執行二分查找（binary?search）來縮窄包括模擬值的范圍的第一比較操作，其中，通過基于比較器電路的比較結果改變合成電容值來改變比較信號的值，并且所述控制電路配置成執行用于基于在比較信號以恒定速率改變的時段期間的比較器電路的比較結果來縮窄包括模擬值的范圍的第二比較操作，其中，控制電路通過執行第一比較操作和第二比較操作中的一個作為前比較操作、然后在通過前比較操作縮窄后的范圍內執行第一比較操作和第二比較操作中的另一個作為后比較操作來確定數字值，并且像素陣列將與像素的復位電平對應的基準信號以及具有圖像信息的圖像信號供給到AD轉換器，并且AD轉換器被配置成當基準信號被供給時執行后比較操作而不執行前比較操作。

從對示例性實施例的如下描述（參考附圖），本發明的更多特征將變得清楚。

附圖描述

結合在說明書中并且構成其一部分的附圖示出本發明的實施例，并且與說明書一起用于說明本發明的原理。

圖1是示出根據本發明一實施例的AD轉換器的示例性配置的圖。

圖2是示出圖1中的AD轉換器的工作原理的圖。

圖3是示出根據本發明另一實施例的AD轉換器的示例性配置的圖。

圖4是示出圖3中的AD轉換器的示例性操作的圖。

圖5是示出圖3中的AD轉換器的另一示例性操作的圖。

圖6是示出根據本發明又一實施例的AD轉換器的示例性配置的圖。

圖7是示出圖6中的AD轉換器的示例性操作的圖。

圖8是示出根據本發明一實施例的固態成像裝置的示例性配置的圖。

圖9是示出根據本發明一實施例的各生成電路的示例性配置的圖。

圖10是示出根據本發明一實施例的放大器的示例性配置的圖。

圖11是示出圖10中的放大器的示例性操作的圖。

具體實施方式

參考附圖對本發明的示例性實施例進行更詳細地描述。應注意，在各實施例中，在附圖中相同或相應的元件被給予相同的附圖標記，并且對它們的描述將不再重復。在適當的情況下還可對各實施例進行修改以及組合。