[發明專利]A／D轉換電路及固體成像裝置

有效

• 申請號: 201380011425.6
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN104137421A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 駒場貴文
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10;H03M1/14;H03M1/52;H03M1/56;H04N5/378
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳偉;王娟娟

1.一種A/D轉換電路，其特征在于，具有：

多個電容元件，其電容耦合在經由固體成像裝置的垂直信號線而輸入像素信號的節點上；

像素信號保持單元，其使用所述多個電容元件中的一部分電容元件來預先保持分別經由所述垂直信號線輸入的多個像素信號；

節點電位生成單元，其將所述一部分電容元件所保持的各個像素信號合成，而生成所述節點的電位；以及

控制單元，其通過使所述多個電容元件的對電極的電壓變化而使所述節點的電位變化，通過對所述節點的電位和規定電位進行比較而生成所述像素信號的數字值。

2.根據權利要求1所述的A/D轉換電路，其特征在于，

在所述多個電容元件分別具有相同的靜電電容、且進行所述像素信號的加權相加的情況下，

所述控制單元在將進行加權相加的各個像素信號保持于所述電容元件時，根據各個像素信號的加權而從所述多個電容元件中分配1個或多個電容元件，并對所分配的電容元件進行充電，由此保持所述像素信號，

所述控制單元在進行所述加權相加的像素信號的全部輸入完成后，通過將保持在所述電容元件中的充電電荷相加而對所述像素信號進行加權相加，根據加權相加得到的像素信號在所述節點上生成電位。

3.根據權利要求2所述的A/D轉換電路，其特征在于，

所述控制單元具有：

粗轉換單元，其通過依次切換所述多個電容元件的對電極的電壓而使所述節點的電位階梯狀地變化，對所述節點的電位和規定電位進行比較而決定所述數字值的規定位數的高位的位；以及

精轉換單元，其在所述粗轉換結束后，通過使所述電容元件內的規定電容元件的對電極的電壓斜坡狀地變化而使所述節點的電位在斜坡上變化，對所述節點的電位和規定電位進行比較而決定所述數字值的低位的位。

4.根據權利要求2所述的A/D轉換電路，其特征在于，

所述控制單元具有精轉換單元，所述精轉換單元通過使所述電容元件內的規定電容元件的對電極的電壓斜坡狀地變化而使所述節點的電位在斜坡上變化，對所述節點的電位和規定電位進行比較而生成所述數字值。

5.根據權利要求2至4中任一項所述的A/D轉換電路，其特征在于，

所述多個電容元件的個數是n個，預先保持所述像素信號的第一組電容元件的個數是m個，其中，n＞m≥2，

所述A/D轉換電路具有：

m個第一組開關，其將所述第一組的m個電容元件的每一個與所述節點之間選擇性地連接；

1個第二組開關，其將所述多個電容元件中的除所述第一組電容元件以外的(n－m)個第二組電容元件與所述節點之間一并選擇地連接，

所述控制單元根據進行所述加權相加的像素信號的數量和各個像素信號的加權，而從所述第一組開關中對要輸入的各個像素信號預先分配1個或多個開關，

所述控制單元在對經由所述垂直信號線依次輸入的像素信號進行加權后相加時，首先斷開所述第一組開關和所述第二組開關，

所述控制單元在每次輸入所述像素信號時，將所述第一組開關中的分配給所述像素信號的開關接通，在通過對與所述開關連接的電容元件進行充電而保持了所述像素信號后，斷開所述開關，

所述控制單元在進行所述加權相加的像素信號的全部輸入完成后，一并接通所述第一組開關，通過將保持在與所述第一組開關連接的電容元件中的充電電荷相加，來對像素信號進行加權相加，并且通過加權相加得到的像素信號而在所述節點上生成電位。

6.根據權利要求5所述的A/D轉換電路，其特征在于，

所述控制單元通過將所述第一組開關和所述第二組開關控制為始終接通，對所輸入的像素信號進行無加權相加的A/D轉換。

7.一種固體成像裝置，具有權利要求1至6中任一項所述的A/D轉換電路，其特征在于，

具有拍攝單元，其呈矩陣狀地配置有包含將光信號轉換為電信號的光電轉換元件的多個像素，且一邊按行依次掃描各像素，一邊經由按列布線的多條垂直信號線將選擇行的各像素的信號輸出，

所述A/D轉換電路與所述多條垂直信號線分別對應地設置，將從所述垂直信號線輸出的像素信號從模擬信號轉換為數字值。