JP2017005392A5 - - Google Patents

Claims (12)

1. 光を光電変換することによって光信号を生成し、前記光信号を出力する画素と、参照信号供給部と、比較部と、クロック信号を計数することによってカウント信号を生成するカウンタとを有する撮像装置であって、
   前記参照信号供給部は、第１の期間にわたり、第１の振幅範囲で電位が時間の経過にともなって変化する第１のランプ信号と、第２の期間にわたり、前記第１の振幅範囲を含むとともに前記第１の振幅範囲よりも最大振幅が大きい第２の振幅範囲で電位が時間の経過にともなって変化するとともに、前記第１のランプ信号と単位時間当たりの電位の変化量が同じである第２のランプ信号とを生成し、
   前記比較部は、一の前記光信号と前記第１のランプ信号との比較である第１の比較による第１の比較結果信号と、前記一の光信号と前記第２のランプ信号との比較である第２の比較による第２の比較結果信号とをそれぞれ生成し、
   前記一の光信号に基づくデジタル信号として、前記第１の比較結果信号の信号レベルが変化するタイミングにおける前記カウント信号と、前記第２の比較結果信号の信号レベルが変化するタイミングにおける前記カウント信号とのそれぞれが生成され、
   前記比較部は、前記第１の比較を行って前記第１の比較結果信号を出力する第１の比較器と、前記第２の比較を行って前記第２の比較結果信号を出力する第２の比較器とを有し、
   前記第２の比較が開始されてから、前記第２の比較が行われている期間に前記第１の比較が開始されることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の振幅範囲の最大振幅が、前記第２の振幅範囲の最大振幅の１／２以下、１／８以上であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記比較部は、前記第１の比較結果信号と前記第２の比較結果信号のそれぞれを前記カウンタに出力し、
   前記カウンタは、前記第１の比較結果信号の信号レベルの変化に応じて前記カウント信号を第１のカウント信号として保持し、さらに前記カウンタは、前記第２の比較において、前記第１のカウント信号から前記クロック信号の計数を開始し、前記第２の比較結果信号の信号レベルの変化に応じて前記カウント信号を第２のカウント信号として保持することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像装置はさらに前記カウンタから前記カウント信号が出力されるメモリを有し、
   前記メモリは、前記第１の比較結果信号の信号レベルの変化に応じて前記カウント信号を第１のカウント信号として保持し、
   前記メモリは、前記第２の比較結果信号の信号レベルの変化に応じて前記カウント信号を第２のカウント信号として保持することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
5. 複数列にわたって配された複数の前記画素と、前記複数の画素の配された列に各々が対応して配された複数のＡＤ変換部と、演算部とを有し、
   前記複数のＡＤ変換部の各々は、前記比較部と、前記メモリとを有し、
   前記複数のＡＤ変換部のうち、前記第１の比較結果信号の信号レベルが前記第１の比較において変化せず、前記第２の比較結果信号の信号レベルが前記第２の比較において変化したＡＤ変換部である第１のＡＤ変換部が有する前記メモリは、前記第１のカウント信号を保持せず前記第２のカウント信号を保持し、
   前記複数のＡＤ変換部のうち、前記第１の比較結果信号の信号レベルが前記第１の比較において変化し、前記第２の比較結果信号の信号レベルが前記第２の比較において変化したＡＤ変換部である第２のＡＤ変換部が有する前記メモリは、前記第１のカウント信号と前記第２のカウント信号とのそれぞれを保持し、
   前記演算部は、前記第１のＡＤ変換部の前記メモリが保持した前記第２のカウント信号を増幅し、
   前記第２のＡＤ変換部の前記メモリが保持した前記第１のカウント信号と前記第２のカウント信号とを加算することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 複数列にわたって配された複数の前記画素と、前記複数の画素の配された列に各々が対応して配された複数のＡＤ変換部と、演算部とを有し、
   前記複数のＡＤ変換部の各々は、前記比較部と、前記メモリとを有し、
   前記複数のＡＤ変換部のうち、前記第１の比較結果信号の信号レベルが前記第１の比較において変化せず、前記第２の比較結果信号の信号レベルが前記第２の比較において変化したＡＤ変換部である第１のＡＤ変換部が有する前記メモリは、前記第１のカウント信号を保持せず前記第２のカウント信号を保持し、
   前記複数のＡＤ変換部のうち、前記第１の比較結果信号の信号レベルが前記第１の比較において変化し、前記第２の比較結果信号の信号レベルが前記第２の比較において変化したＡＤ変換部である第２のＡＤ変換部が有する前記メモリは、前記第１のカウント信号と前記第２のカウント信号とのそれぞれを保持し、
   前記第１のＡＤ変換部の前記メモリは、前記第２のカウント信号を複製することによって複数の前記第２のカウント信号を生成し、
   前記演算部は、前記第１のＡＤ変換部の前記メモリが生成した前記複数の第２のカウント信号を加算し、
   前記第２のＡＤ変換部の前記メモリが保持した前記第１のカウント信号と前記第２のカウント信号とを加算することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
7. 前記撮像装置はさらに処理部を有し、
   前記処理部が、前記第１のカウント信号と前記第２のカウント信号とを加算した信号を生成することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記画素と前記比較部との間の電気的経路に前記光信号を増幅する増幅器を有し、
   前記比較部は、前記増幅器が増幅した光信号と、前記第１のランプ信号および前記第２のランプ信号のそれぞれと比較することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像装置と、
   前記撮像装置が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有することを特徴とする撮像システム。
10. 請求項３〜６のいずれか１項に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有し、
    前記信号処理部が、前記第１のカウント信号と前記第２のカウント信号とを加算した信号を生成することを特徴とする撮像システム。
11. 請求項５に記載の撮像装置と、
    前記演算部が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有する撮像システムであって、
    前記信号処理部は、
    前記第１のＡＤ変換部の前記メモリが保持した前記第２のカウント信号を前記演算部が増幅した信号と、前記第２のＡＤ変換部の前記メモリが保持した前記第１のカウント信号と前記第２のカウント信号とを前記演算部が加算した信号との差を得ることを特徴とする撮像システム。
12. 請求項６に記載の撮像装置と、
    前記演算部が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有する撮像システムであって、
    前記信号処理部は、
    前記第１のＡＤ変換部の前記メモリが生成した前記複数の第２のカウント信号を前記演算部が加算して生成した信号と、前記第２のＡＤ変換部の前記メモリが保持した前記第１のカウント信号と前記第２のカウント信号とを前記演算部が加算して生成した信号との差を得ることを特徴とする撮像システム。