[發明專利]固態成像元件、成像裝置以及固態成像元件的控制方法

在審

• 申請號: 201980050452.1
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN112514371A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 瀬上雅博;山下知憲;大迫洋平
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378;H03F3/34;H03M1/56
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 鄧珍;曹正建

一種使用參照信號執行AD轉換的固態成像元件，其中降低了生成參照信號的電路的功耗。像素部基于入射光的光量輸出像素信號。參照信號供給部生成第一參照信號和第二參照信號。比較部包括第一差分對晶體管和第二差分對晶體管，所述像素信號和基于所述第一參照信號的信號輸入到所述第一差分對晶體管，所述第二參照信號輸入到所述第二差分對晶體管。計數部基于來自所述比較部的信號對計數值進行計數。

技術領域

本技術涉及固態成像元件、成像裝置以及固態成像元件的控制方法。具體地，本技術涉及其中使用比較器和計數器將模擬信號轉換為數字信號的固態成像元件、成像裝置以及固態成像元件的控制方法。

背景技術

過去，在固態成像元件中，單斜率模數轉換器(ADC)已被廣泛使用，原因是這些轉換器具有簡單的結構。單斜率ADC包括比較器和計數器。比較器將要轉換的輸入信號與預定的參照信號進行比較。另外，ADC的計數器對計數值進行計數，直到來自比較器的比較結果被反相，并且輸出指示計數值的數字信號。使用燈光信號等作為參照信號。當燈光信號(lamp signal)的振幅較大時，由ADC的分辨率規格確定的與數字信號范圍相對應的輸入信號的滿量程較大。例如，提出了一種固態成像元件，其中，針對各個列配置ADC，并且數模轉換器(DAC：Digital to Analog Converter)生成單端信號作為參照信號，并且將參照信號供給到ADC(例如，參見專利文獻1)。

[引用文獻列表]

[專利文獻]

專利文獻1：JP 2009-296423A

發明內容

[技術問題]

在上述現有技術中，可以由針對列配置的對應的ADC來同時執行一列的模擬信號的AD轉換。然而，難以降低用于生成參照信號的DAC的功耗。例如，為了降低DAC的功耗，參照信號的振幅可以設定為較小，以將DAC的輸出電壓的最大值也設定為較小，從而降低電源電壓。然而，在這種情況下，為了維持從DAC輸出的參照信號的滿量程和噪聲有效值之比(PSNR：峰值信噪比)而增加的功耗量抵消了電源電壓的減少量。

鑒于上述情況而做出了本技術，并且本技術的目的是在其中使用參照信號執行AD轉換的固態成像元件中降低生成參照信號的電路的功耗。

[問題的解決方案]

為了解決上述問題而做出了本技術。本技術的第一方面是固態成像元件及其控制方法。所述固態成像元件包括：像素部，所述像素部基于入射光的光量輸出像素信號；參照信號供給部，所述參照信號供給部生成第一參照信號和第二參照信號；比較部，所述比較部包括第一差分對晶體管和第二差分對晶體管，所述像素信號和基于所述第一參照信號的信號輸入到所述第一差分對晶體管，所述第二參照信號輸入到所述第二差分對晶體管；和計數部，所述計數部基于來自所述比較部的信號進行計數。因此，提供了由第一參照信號和第二參照信號以及輸入信號生成比較結果的作用。

此外，在第一方面中，所述比較部還可以包括輸入側分壓電路，所述輸入側分壓電路將通過對所述第一參照信號和所述像素信號之間的差分進行分壓而獲得的信號作為比較對象信號供給到所述第一差分對晶體管，并且包括所述第一差分對晶體管和所述第二差分對晶體管的差分放大器放大所述比較對象信號和所述第二參照信號之間的差分，并作為比較結果輸出到所述計數部。因此，提供了將通過對第一參照信號和像素信號之間的差分進行分壓而獲得的信號與第二參照信號進行比較的作用。

此外，在第一方面中，所述比較部還可以包括參照側分壓電路，所述參照側分壓電路將通過對所述第二參照信號和預定的固定電位之間的差分進行分壓而獲得的信號供給到所述第二差分對晶體管，并且所述差分放大器放大所述比較對象信號與通過所述參照側分壓電路的分壓而獲得的信號之間的差分。因此，提供了供給具有高差分對稱性的第一參照信號和第二參照信號的作用。