[发明专利]固态成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及固态成像装置。

背景技术

通常，用于数字相机或数字摄像机的固态成像装置包括用于将模拟值的图像信号转换成数字值的AD转换器。多种类型的AD转换器是已知的，并且其中一种类型是斜坡型（ramp-type）AD转换器。在斜坡型AD转换器中，使用比较器来比较输入模拟信号和斜坡信号的相对大小，并且测量从斜坡信号开始改变的时间直至比较器的输出翻转的时间为止的时段以确定数字值。尽管可以用小规模电路配置斜坡型AD转换器，但这不适用于高速操作，因为需要2^(n-1)个时钟周期来完成n-位分辨率的AD转换。另一种AD转换器类型称为逐次逼近（successive-approximation）AD转换器。包括具有二进制加权电容值的多个电容器的逐次逼近AD转换器使用这些电容器改变比较信号，并且连续二等分其中包括模拟值的范围。尽管逐次逼近AD转换器适合高速操作（因为在n个时钟周期内实现了n-位分辨率），但它们的电路尺寸变大，这是因为电容器的电容比（即面积比）最大为1:2^(n-1)。

考虑到目前的情况，日本专利特开No.2012-54913提出混合型AD转换器。在该AD转换器中，使用多个电容器来确定包括数字值的子范围，并且通过使用斜坡信号来根据子范围确定数字值。

发明内容

在日本专利特开No.2012-54913中描述的配置中，通过AD转换器将通过对从光电二极管输出的信号执行相关双采样而得到的噪声减小的信号转换成数字信号。然而，在日本专利特开No.2012-54913中描述的方法中，由于获得其中叠加了AD转换器自身的偏移（offset）分量的数字信号，所以AD转换的精度可能不够好。因此，本发明的一方面是提供有利于提供高速且高精度AD转换器的技术。

本发明的一方面提供了固态成像装置，包括：配置成将模拟值转换成数字值的AD转换器，以及配置成将模拟信号供给到AD转换器的具有多个像素的像素阵列，其中，AD转换器包括：生成电路，生成电路包括具有二进制加权电容值的多个电容器以及配置成从所述多个电容器中选择至少一个电容器的开关电路，生成电路被配置成根据由开关电路选择的所述至少一个电容器的合成电容值来生成比较信号；比较器电路，配置成将模拟值与比较信号的值进行比较；控制电路，配置成执行用于通过执行二分查找（binary search）来缩窄包括模拟值的范围的第一比较操作，其中，通过基于比较器电路的比较结果改变合成电容值来改变比较信号的值，并且所述控制电路配置成执行用于基于在比较信号以恒定速率改变的时段期间的比较器电路的比较结果来缩窄包括模拟值的范围的第二比较操作，其中，控制电路通过执行第一比较操作和第二比较操作中的一个作为前比较操作、然后在通过前比较操作缩窄后的范围内执行第一比较操作和第二比较操作中的另一个作为后比较操作来确定数字值，并且像素阵列将与像素的复位电平对应的基准信号以及具有图像信息的图像信号供给到AD转换器，并且AD转换器被配置成当基准信号被供给时执行后比较操作而不执行前比较操作。

从对示例性实施例的如下描述（参考附图），本发明的更多特征将变得清楚。

附图描述

结合在说明书中并且构成其一部分的附图示出本发明的实施例，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。

图1是示出根据本发明一实施例的AD转换器的示例性配置的图。

图2是示出图1中的AD转换器的工作原理的图。

图3是示出根据本发明另一实施例的AD转换器的示例性配置的图。

图4是示出图3中的AD转换器的示例性操作的图。

图5是示出图3中的AD转换器的另一示例性操作的图。

图6是示出根据本发明又一实施例的AD转换器的示例性配置的图。

图7是示出图6中的AD转换器的示例性操作的图。

图8是示出根据本发明一实施例的固态成像装置的示例性配置的图。

图9是示出根据本发明一实施例的各生成电路的示例性配置的图。

图10是示出根据本发明一实施例的放大器的示例性配置的图。

图11是示出图10中的放大器的示例性操作的图。

具体实施方式

参考附图对本发明的示例性实施例进行更详细地描述。应注意，在各实施例中，在附图中相同或相应的元件被给予相同的附图标记，并且对它们的描述将不再重复。在适当的情况下还可对各实施例进行修改以及组合。