AD转换电路和固体摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供AD转换电路和固体摄像装置。比较部（109）对作为AD转换对象的模拟信号和随着时间经过而增大或减小的参照信号进行比较，在参照信号相对于模拟信号满足规定条件的定时，结束比较处理。第1计数部（18），将规定频率的时钟信号作为计数时钟进行计数，输出计数值。锁存部（108）对从第1计数部（18）输出的计数值进行锁存。锁存控制部（105）在与比较处理结束相关的第1定时使锁存部（108）有效，在使第1定时延迟规定时间的第2定时使锁存部（108）执行锁存。

【技术实现步骤摘要】
AD转换电路和固体摄像装置
本专利技术涉及AD转换电路和具有该AD转换电路的固体摄像装置。
技术介绍
作为现有技术的AD转换电路的一例，公知有图14所示的结构（例如参照TakayukiToyamaetal.,“A17.7Mpixel120fpsCMOSImageSensorwith34.8Gb/sReadout,”Sony,Kanagawa,JapanISSCC2011/SESSION23/IMAGESENSORS/23.11）。首先，对图14的AD转换电路的结构和动作进行说明。图14示出现有技术的单斜率型AD转换电路的结构。图14所示的AD转换电路由第1计数部1018、第2计数部1101、锁存部1108、比较部1109、缓存电路BUF构成。第1计数部1018将具有规定频率的时钟信号CLK作为计数时钟进行计数，输出二进制的计数值D0～D4。比较部1109具有被输入作为AD转换对象的模拟信号Signal和随着时间经过而减少的斜波Ramp的电压比较器COMP，输出基于对模拟信号Signal和斜波Ramp进行比较后的结果的比较输出CO。在比较部1109中，生成与模拟信号Signal对应的时间间隔（时间轴方向的大小）。锁存部1108对从第1计数部1018输出的计数值D0～D4的逻辑状态进行锁存。在本例中，锁存部1108由5比特的锁存电路D_0～D_4构成。对锁存电路D_0～D_4输入来自第1计数部1018的计数值D0～D4。第2计数部1101将被输入从第1计数部1018输出的计数值D0～D4中的与MSB比特对应的计数值D4的锁存电路D_4的输出Q4作为计数时钟，进行计数。在本例中，第2计数部1101由未图示的7比特的计数器电路构成。缓存电路BUF是对输入信号进行反转并输出的反转缓存电路。这里，为了易于理解后述本专利技术的实施方式的说明，使用反转缓存电路的结构。图15示出图14所示的AD转换电路的动作。下面，对现有技术的AD转换电路的动作进行说明。首先，在作为AD转换对象的模拟信号Signal的输入稳定后，随着时间经过而减少的斜波Ramp被提供给比较部1109的一个输入端子。比较部1109对斜波Ramp和模拟信号Signal进行比较。其间，第1计数部1018例如在递增计数模式下进行时钟信号CLK的计数，输出计数值D0～D4。并且，第2计数部1101进行锁存部1108的锁存电路D_4的输出Q4的计数。比较部1109对斜波Ramp和模拟信号Signal进行比较，在双方的电压大致一致的定时（第1定时），使比较输出CO反转。在缓存电路BUF中对比较输出CO进行缓存后，从缓存电路BUF输出锁存信号Hold（第2定时）。根据该锁存信号Hold，锁存部1108的锁存电路D_0～D_4成为禁止状态，由此，与计数值D0～D4对应的逻辑状态被锁存在锁存部1108的各锁存电路D_0～D_4中。第2计数部1101通过使锁存部1108的锁存电路D_4停止，对该时刻的计数值D5～D11进行锁存。由此，得到与模拟信号Signal对应的数字数据DOUT[11:0]。但是，上述现有的AD转换电路具有以下所示的课题。即，构成锁存部1108的锁存电路D_0～D_3在时间间隔的期间内持续进行动作，由此，由锁存部1108消耗的电流值增大，具有难以实现AD转换电路的低消耗电流化的课题。在现有技术的AD转换电路中，在从比较部1109的比较开始时刻到第2定时的期间内，构成锁存部1108的锁存电路D_0～D_3始终进行动作。一般地，由于来自第1计数部1018的输出（特别是LSB比特的计数值D0）的频率高，所以由构成锁存部1108的锁存电路D_0～D_3消耗的电流增大，难以实现AD转换电路的低消耗电流化。这里，作为使用了现有例的AD转换电路的具体器件的例子，尝试考虑在数字静止照相机（DSC）等中使用的成像器。具体而言，假设像素数为2000万像素、帧速率为120frame/sec这样的规格。这里，设按照像素排列的每列配置AD转换电路，为了易于说明，设2000万像素的像素排列为纵横4000行×5000列，为了更加简化，当设为没有消隐期间时，每1秒读出像素信号的行数如下所述。120frame/sec×4000行/frame＝480Kline/sec即，1行的读出速率为480KHz。例如如果是分辨率10比特的AD转换，则以1行的读出速率的1024倍即480MHz左右的频率从第1计数部1018输出计数值。进而，例如如果是分辨率12比特的AD转换，则以1行的读出速率的4096倍即大约2GHz左右的频率从第1计数部1018输出计数值。该情况下，当假设构成锁存部1108的锁存电路D_0～D_3的消耗电流值为100μA/列时，5000列的消耗电流值如下所述。100uA/列×5000列＝500mA进而，当像素数、帧速率、分辨率增加时，以比如上所述估计出的频率即2GHz高的频率输出计数值，消耗电流值进一步增大。
技术实现思路
本专利技术提供能够降低消耗电流的AD转换电路和固体摄像装置。根据本专利技术的第1方式，AD转换电路具有：参照信号生成部，其生成随着时间经过而增大或减小的参照信号；比较部，其对作为AD转换对象的模拟信号和所述参照信号进行比较，在所述参照信号相对于所述模拟信号满足规定条件的定时，结束比较处理；第1计数部，其将规定频率的时钟信号作为计数时钟进行计数，输出计数值；锁存部，其对从所述第1计数部输出的所述计数值进行锁存；以及锁存控制部，其在与所述比较处理结束相关的第1定时使所述锁存部有效，在使所述第1定时延迟规定时间后的第2定时使所述锁存部执行锁存。该AD转换电路根据在所述锁存部中锁存的所述计数值，输出与所述模拟信号对应的数字数据。根据本专利技术的第2方式，AD转换电路具有：参照信号生成部，其生成随着时间经过而增大或减小的参照信号；比较部，其对作为AD转换对象的模拟信号和所述参照信号进行比较，在所述参照信号相对于所述模拟信号满足规定条件的定时，结束比较处理；第1计数部，其将规定频率的时钟信号作为计数时钟进行计数，输出第1计数值；锁存部，其对从所述第1计数部输出的所述第1计数值进行锁存；第2计数部，其将构成从所述第1计数部输出的所述第1计数值的比特中的一个作为计数时钟进行计数，锁存第2计数值；以及锁存控制部，其在与所述比较处理结束相关的第1定时使所述锁存部有效，在使所述第1定时延迟规定时间后的第2定时使所述锁存部和所述第2计数部执行锁存。该AD转换电路根据在所述锁存部中锁存的所述第1计数值和在所述第2计数部中锁存的所述第2计数值，输出与所述模拟信号对应的数字数据。优选所述第2定时是与所述时钟信号同步的定时。根据本专利技术的第3方式，固体摄像装置具有：摄像部，在该摄像部中，将根据所入射的电磁波的大小而输出像素信号的多个像素配置成矩阵状；以及上述AD转换电路。在该固体摄像装置中，所述像素信号作为所述模拟信号被输入到所述AD转换电路。所述比较部、所述锁存部和所述锁存控制部按照所述摄像部的每1列或多列进行设置。根据本专利技术的第4方式，固体摄像装置具有：摄像部，在该摄像部中，将根据所入射的电磁波的大小而输出像素信号的多个像素配置成矩阵状；以及上述AD转换电路。所述像素信号作为所述模拟信号被输入到所述A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AD转换电路，其具有：参照信号生成部，其生成随着时间经过而增大或减小的参照信号；比较部，其对作为AD转换对象的模拟信号和所述参照信号进行比较，在所述参照信号相对于所述模拟信号满足规定条件的定时，结束比较处理；第1计数部，其将规定频率的时钟信号作为计数时钟进行计数，输出计数值；锁存部，其对从所述第1计数部输出的所述计数值进行锁存；以及锁存控制部，其在与所述比较处理结束相关的第1定时使所述锁存部有效，在使所述第1定时延迟规定时间后的第2定时使所述锁存部执行锁存，所述AD转换电路根据在所述锁存部中锁存的所述计数值，输出与所述模拟信号对应的数字数据。

【技术特征摘要】
2011.06.14 JP 2011-1321971.一种AD转换电路，其具有：参照信号生成部，其生成随着时间经过而增大或减小的参照信号；比较部，其对作为AD转换对象的模拟信号和所述参照信号进行比较，在所述参照信号相对于所述模拟信号满足规定条件的定时，结束比较处理；第1计数部，其将规定频率的时钟信号作为计数时钟进行计数，输出计数值；锁存部，其对从所述第1计数部输出的所述计数值进行锁存；以及锁存控制部，其在与所述比较处理结束相关的第1定时使所述锁存部有效，在使所述第1定时延迟规定时间后的第2定时使所述锁存部执行锁存，所述AD转换电路根据在所述锁存部中锁存的所述计数值，输出与所述模拟信号对应的数字数据。2.一种AD转换电路，其具有：参照信号生成部，其生成随着时间经过而增大或减小的参照信号；比较部，其对作为AD转换对象的模拟信号和所述参照信号进行比较，在所述参照信号相对于所述模拟信号满足规定条件的定时，结束比较处理；第1计数部，其将规定频率的时钟信号作为计数时钟进行计数，输出第1计数值；锁存部，其对从所述第1计数部输出的所述第1计数值进行锁存；第2计数部，其将构成从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩原义雄，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：