固态成像装置、模数转换器及其控制方法制造方法及图纸

一种固态成像装置、模数转换器及其控制方法。在该模数转换器中，当在基准信号线和比较器的第一输入端子经由第一电容器连接的状态下基准信号被提供至基准信号线时，在输入端子和基准电压线经由第一电容器连接的状态下输入至输入端子的第一模拟信号被转换成数字数据。当在基准信号线和比较器的第一输入端子经由第二电容器连接的状态下基准信号被提供至基准信号线时，在输入端子和基准电压线经由第二电容器连接的状态下输入至输入端子的第二模拟信号被转换成数字数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固态成像装置、A/D (模/数)转换器及其控制方法。
技术介绍
为了提高合并有A/D转换器的CMOS图像传感器的操作速度，提出了一种用于并行地执行对来自像素的模拟信号的读出处理以及对读出的模拟信号的A/D转换的技术。例如，日本专利公开No. 2008-067358描述了向斜坡A/D转换器提供两个电容器，给定行的像素信号被保持在一个电容器中，所保持的像素信号被A/D转换，以及下一行的像素信号被写入另一个电容器中。在每一个电容器中，一个电极被固定至基准电压，而另一个电极连接至像素。然后，连接至像素的电极被重新连接至比较器，从而对保持在电容器中的像素信号 进行A/D转换。
技术实现思路
使用在日本专利公开No. 2008-067358中公开的技术，由于电容器之间的串扰，在A/D转换之后的数字信号中混入了噪声，导致图像质量劣化。例如，由于当第η行的像素信号被A/D转换的同时第η+1行的像素信号被写入另一个电容器中,所以由于电容器之间的串扰导致第η+1行的像素信号作为噪声被混入正被A/D转换的第η行的像素信号中。这些串扰的原因包括通过在像素信号被提供到的电极之间的寄生电容产生的串扰，和通过连接至基准电源的电极之间的公共阻抗产生的串扰。因此，本专利技术的一个方面提供一种用于降低包括分别保持模拟信号的电容器的A/D转换器中的两个电容器之间的串扰的技术。本专利技术的第一方面提供一种用于分别把第一模拟信号和第二模拟信号转换成数字数据的A/D转换器，包括用于依次输入第一模拟信号和第二模拟信号的输入端子；第一电容器和第二电容器；用于连接至基准电压源的基准电压线；用于连接至生成时变的基准信号的信号源的基准信号线；比较器，具有第一输入端子和第二输入端子，并输出根据提供至第一输入端子的输入电压和提供至第二输入端子的阈值电压之间的比较结果的输出信号；输出电路，输出与从提供至比较器的第一输入端子的输入电压开始改变时直到比较器的输出信号改变为止的时间相对应的数字数据，其中，当在基准信号线和比较器的第一输入端子通过第一电容器连接的状态下基准信号被提供至基准信号线时，在输入端子和基准电压线经由第一电容器连接的状态下被输入至输入端子的第一模拟信号被转换成数字数据，而在基准信号线和比较器的第一输入端子经由第二电容器连接的状态下基准信号被提供至基准信号线时，在输入端子和基准电压线经由第二电容器连接的状态下被输入至输入端子的第二模拟信号被转换成数字数据。本专利技术的第二方面提供一种A/D转换器,包括输入端子；第一电容器和第二电容器；基准电压线；斜坡信号线；具有正相输入端子和反相输入端子的差分输入比较器；被提供计数值并且输出当比较器的输出信号变化时被提供的计数值的锁存电路；对第一电容器连接在输入端子和基准电压线之间的状态和第一电容器连接在斜坡信号线和比较器的正相输入端子之间的状态进行切换的开关组；以及对第二电容器连接在输入端子和基准电压线之间的状态和第二电容器连接在斜坡信号线和比较器的正相输入端子之间的状态进行切换的开关组。本专利技术的第三方面提供一种控制A/D转换器的方法，该A/D转换器包括用于依次输入第一模拟信号和第二模拟信号的输入端子,第一电容器和第二电容器，用于连接至基准电压源的基准电压线，用于连接至生成时变基准信号的信号源的基准信号线，具有第一输入端子和第二输入端子并输出根据提供至第一输入端子的输入电压和提供至第二输入端子的阈值电压之间的比较结果的输出信号的比较器，输出与从提供至比较器的第一输入端子的输入电压开始变化时直到比较器的输出信号变化为止的时间相对应的数字数据的输出电路，以及切换第一电容器和第二电容器的连接目的地的开关组，该方法包括在输入端子和基准电压线经由第一电容器连接的状态下把第一模拟信号输入至输入端子，并且随后在基准信号线和比较器的第一输入端子经由第一电容器连接的状态下把基准信号提供至基准信号线；以及在输入端子和基准电压线经由第二电容器连接的状态下把第二模拟信号输入至输入端子，并且随后在基准信号线和比较器的第一输入端子经由第二电容器连接的状态下把基准信号提供至基准信号线。根据(参照附图)对示例实施例的以下描述，本专利技术的更多特征将变得清楚。附图说明并入说明书中并且构成说明书的一部分的附图，阐释了专利技术的实施例，并且和说明书一起用于解释专利技术的原理。图1是用于说明根据本专利技术的实施例的固态成像装置100的布置的示例的框图；图2是用于说明根据本专利技术的实施例的像素111和放大器电路120的布置的示例的电路图；图3是用于说明根据本专利技术的实施例的A/D转换器300的布置的示例的电路图；图4是用于说明根据本专利技术的实施例的固态成像装置100的操作的示例的定时图；图5是用于说明根据本专利技术的实施例的固态成像装置100的操作的另一示例的定时图；图6是用于说明根据本专利技术的实施例的A/D转换器600的布置的示例的电路图；图7是用于说明根据本专利技术的实施例的固态成像装置100的操作的又一示例的定时图；图8是用于说明根据本专利技术的实施例的A/D转换器800的布置的示例的电路图；图9用于说明根据本专利技术的实施例的固态成像装置100的操作的又一示例的定时图。具体实施例下文中将参照附图描述本专利技术的一个实施例。在整个附图中，相同的附图标记表示相同的组件，从而避免其重复描述。下面将参照图1描述根据本专利技术的一个实施例的固态成像装置100的示意性布置的示例。固态成像装置100例如是CMOS图像传感器，其对表示对象图像的输入光进行光电转换并且将通过光电转换获得的电信号作为数字数据向外输出。固态成像装置100可包括模拟信号生成器110，模拟信号生成器110包括通过把多个像素111布置为矩阵而形成的像素阵列。为了简化，图1示出了 4个像素111，但像素111的数目不限于此。每一个像素111把固态成像装置100的输入光光电转换成模拟信号。固态成像装置100可进一步包括垂直扫描电路140。垂直扫描电路140依次提供驱动脉冲信号至与各个像素行相对应地布置的行选择线112。当驱动脉冲信号被提供至每一个行选择线112时，模拟信号被从包括在对应的像素行中的各个像素111读出到列信号线113上。该实施例处理其中像素111的复位电平信号和通过把根据通过光电转换产生的电荷的信号叠加到复位电平信号而获得的信号从像素111被读出的情况。这些信号之间的差表示有效像素值。模拟信号生成器110基于这些信号来输出在复位定时处的噪声信号和取决于对每一个像素111的光电转换获得的电荷的像素信号。模拟信号生成器110可进一步包括用于各个列信号线113的放大器电路120。每一个放大器电路120对经由列信号线113从各个对应的像素111输入的模拟信号进行放大，并且将放大的模拟信号提供至对应的A/D转换器130。固态成像装置100可进一步包括与各个列信号线113对应的A/D转换器130。每一个A/D转换器把输入的模拟信号转换成数字数据，并且输出数字数据。固态成像装置100可进一步包括基准电压源160、斜坡信号生成器170和计数器180。基准电压源160经由基准电压线161把基准电压Vref提供至各个A/D转换器130。斜坡信号生成器170产生随时间逝去以斜坡图案变化的斜坡信号Vramp，并且经由斜坡信号线171把产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于把第一模拟信号和第二模拟信号分别转换成数字数据的模数转换器，包括：用于依次输入第一模拟信号和第二模拟信号的输入端子；第一电容器和第二电容器；用于连接至基准电压源的基准电压线；用于连接至生成时变的基准信号的信号源的基准信号线；比较器，具有第一输入端子和第二输入端子，并且输出根据提供至第一输入端子的输入电压和提供至第二输入端子的阈值电压之间的比较结果的输出信号；以及输出电路，输出与从提供至所述比较器的第一输入端子的输入电压开始改变时直到比较器的输出信号改变为止的时间相对应的数字数据，其中，当在所述基准信号线和所述比较器的第一输入端子经由所述第一电容器连接的状态下所述基准信号被提供至所述基准信号线时，在所述输入端子和所述基准电压线经由所述第一电容器连接的状态下输入至所述输入端子的第一模拟信号被转换成数字数据，以及当在所述基准信号线和所述比较器的第一输入端子经由所述第二电容器连接的状态下所述基准信号被提供至所述基准信号线时，在所述输入端子和所述基准电压线经由所述第二电容器连接的状态下输入至所述输入端子的第二模拟信号被转换成数字数据。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋山拓己，中村恒一，齐藤和宏，板野哲也，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：