[發明專利]固態成像裝置和半導體器件

有效

• 申請號: 201410255604.0
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104243866B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 大倉俊介;森下玄
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

1.一種固態成像裝置，包括：

像素電路，所述像素電路中的每個像素電路輸出具有與入射光通量對應的電壓的模擬像素信號；

參考電壓生成電路，其生成第一至第N個參考電壓；以及

逐次比較型A/D轉換器，所述逐次比較型A/D轉換器中的每個逐次比較型A/D轉換器基于所述第一至第N個參考電壓執行對所述模擬像素信號的A/D轉換；

其中所述A/D轉換包括用于執行第一正常比較操作的粗略A/D轉換以及用于執行第二正常比較操作和冗余比較操作的精細A/D轉換，

其中所述逐次比較型A/D轉換器包括：

D/A轉換器，其將數字參考信號轉換為模擬參考信號；

比較器，其將所述模擬像素信號與所述模擬參考信號的幅度進行比較并且由此輸出比較結果；以及

逐次逼近寄存器，其基于所述比較器的所述比較結果進行操作，以使得所述模擬參考信號逼近所述模擬像素信號的方式來生成所述數字參考信號，以及

其中，所述D/A轉換器包括：

多路復用器，當執行所述粗略A/D轉換時，所述多路復用器選擇所述第一至第N個參考電壓中的的任何參考電壓并且將所選擇的參考電壓施加至所述比較器作為所述模擬參考信號，并且當執行所述精細A/D轉換時，所述多路復用器選擇所述第一至第N個參考電壓中的第(n-1)至第(n+2)個參考電壓；以及

電容器陣列，當執行所述精細A/D轉換時，所述電容器陣列基于由所述多路復用器選擇的所述第(n-1)至第(n+2)個參考電壓生成所述模擬參考信號。

2.根據權利要求1所述的固態成像裝置，其中n是大于等于1并且小于等于(N-1)的整數。

3.根據權利要求1所述的固態成像裝置，其中n是大于等于2并且小于等于(N-2)的整數。

4.根據權利要求1所述的固態成像裝置，其中所述電容器陣列包括：

輸出端子，所述模擬參考信號在所述輸出端子處出現；

虛設電容器，具有耦合至所述輸出端子的一個電極以及接收第n個參考電壓的另一電極；

第一至第M個電容器，具有耦合至所述輸出端子的一個電極；以及

開關電路，所述開關電路中的每個開關電路將第(n-1)至第(n+1)個參考電壓中的任何參考電壓施加至所述第一至第M個電容器的另一電極中的每個另一電極，以及

其中所述虛設電容器的電容值與第一個電容器的電容值相等，并且所述第一至第M個電容器的電容值循序地雙倍增大。

5.根據權利要求1所述的固態成像裝置，

其中所述電容器陣列包括：

輸出端子，所述模擬參考信號在所述輸出端子處出現；

分裂電容器，具有耦合至所述輸出端子的一個電極；

虛設電容器，具有耦合至所述分裂電容器的另一電極的一個電極，以及接收第n個參考電壓的另一電極；

第一至第m個電容器，具有耦合至所述分裂電容器的另一電極的一個電極；

第(m+1)至第M個電容器，具有耦合至所述輸出端子的一個電極；以及

開關電路，所述開關電路中的每個開關電路將第(n-1)至第(n+1)個參考電壓中的任何參考電壓施加至所述第一至第M個電容器的另一電極中的每個另一電極，以及

其中，所述分裂電容器和所述虛設電容器的電容值近似彼此相等，所述虛設電容器、第一個電容器和第(m+1)個電容器的電容值彼此相等，所述第一至第m個電容器的電容值循序地雙倍增大，并且所述第(m+1)至第M個電容器的電容值循序地雙倍增大。

6.根據權利要求1所述的固態成像裝置，包括布置在多個行和多個列中的像素電路，

其中所述逐次比較型A/D轉換器中的每個逐次比較型A/D轉換器對應于每一列而被提供，并且執行對由從所述多個行中選出的行的對應像素電路輸出的所述模擬像素信號的所述A/D轉換，以及

其中所述固態成像裝置進一步包括信號處理電路，所述信號處理電路被提供為由所述逐次比較型A/D轉換器共用，并且基于所述逐次比較型A/D轉換器中的每個逐次比較型A/D轉換器的輸出信號生成數字像素信號。