專利名稱：固體攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、內(nèi)窺鏡等中使用的固體攝像裝置。本申請(qǐng)要求2011年3月23日申請(qǐng)的日本特許申請(qǐng)第2011-064248號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
作為用于計(jì)量時(shí)間(脈沖寬度)的A/D轉(zhuǎn)換器，已知TDC( = Time to DigitalConverter)型A/D轉(zhuǎn)換器。圖14表示現(xiàn)有的TDC型A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。圖15表示現(xiàn)有的TDC型A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作。如圖14所示，TDC型A/D轉(zhuǎn)換器由延遲電路102、上位計(jì)數(shù)電路103、下位鎖存電路104、編碼電路105構(gòu)成。
延遲電路102具有呈環(huán)狀配置INV電路和NAND電路等多個(gè)延遲元件(I個(gè)延遲元件IOla和7個(gè)延遲元件IOlb)的結(jié)構(gòu)。各延遲元件具有輸入脈沖的脈沖輸入端子和輸出脈沖的脈沖輸出端子。脈沖輸入端子與前級(jí)的延遲元件的脈沖輸出端子連接。脈沖輸出端子與后級(jí)的延遲元件的脈沖輸入端子連接。第8級(jí)的延遲元件IOlb的脈沖輸出端子與第I級(jí)的延遲元件IOla的脈沖輸入端子連接，8個(gè)延遲元件呈環(huán)狀連接。這些延遲元件使得輸入到脈沖輸入端子的脈沖延遲并從各脈沖輸出端子輸出。另外，第I級(jí)的延遲元件IOla具有輸入開始脈沖OStartP的第2脈沖輸入端子。輸入到第I級(jí)的延遲元件IOla的開始脈沖CDStartP依次被傳輸?shù)胶蠹?jí)的延遲元件中，由此脈沖信號(hào)在延遲電路102內(nèi)環(huán)繞。上位計(jì)數(shù)電路103將由構(gòu)成延遲電路102的I個(gè)延遲元件(圖14中為第8級(jí)的延遲元件IOlb)輸出的脈沖信號(hào)作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)(計(jì)數(shù))。下位鎖存電路104按照采樣脈沖Φ3&πιρ保持(鎖存)各延遲元件的輸出信號(hào)。編碼電路105對(duì)保持于下位鎖存電路104的值(相位數(shù)據(jù))進(jìn)行2進(jìn)制化。接著，使用圖15說明TDC型A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作。以下，說明例如計(jì)量采樣脈沖C>Samp的脈沖寬度的情況。圖15表示出采樣脈沖C>Samp、開始脈沖OStartP的波形,并且表示出構(gòu)成延遲電路102的各延遲元件的輸出信號(hào)OCKl ΦΟ(8的波形和表示上位計(jì)數(shù)電路103所計(jì)數(shù)的值的信號(hào)ΦΟΟι 的值。并且，將第η級(jí)的延遲元件的輸出信號(hào)表示為ΦΟ(η。首先，與采樣脈沖OSamp從Low(低)變?yōu)镠igh(高)同時(shí)地,開始脈沖OStartP從Low變?yōu)镠igh (時(shí)機(jī)T101)。由此，如圖15的輸出信號(hào)OCKl ΦΟ(8所示，脈沖信號(hào)在延遲電路102內(nèi)環(huán)繞。當(dāng)從時(shí)機(jī)TlOl起經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間之后,在采樣脈沖C>Samp從High變?yōu)長(zhǎng)ow的時(shí)機(jī)(時(shí)機(jī)T102)，上位計(jì)數(shù)電路103的計(jì)數(shù)動(dòng)作結(jié)束，與此同吋，下位鎖存電路104保持(鎖存)延遲電路102的輸出信號(hào)。此時(shí)，如圖15所示，下位鎖存電路104保持的值(相位數(shù)據(jù))對(duì)應(yīng)于8個(gè)狀態(tài)(狀態(tài)O 7)中的任意ー個(gè)。下位鎖存電路104的輸出信號(hào)通過編碼電路105進(jìn)行2進(jìn)制化。編碼電路105的輸出信號(hào)與上述計(jì)數(shù)電路103的輸出信號(hào)Φ0(η —起被輸出到后級(jí)電路。上述計(jì)數(shù)電路103的輸出信號(hào)Φ0(η 具有與開始脈沖(DStartP在延遲電路102內(nèi)環(huán)繞的數(shù)量對(duì)應(yīng)的值，構(gòu)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的上位數(shù)據(jù)。另外，編碼電路105的輸出信號(hào)具有與延遲電路102內(nèi)的開始脈沖c^StartP的行進(jìn)位置對(duì)應(yīng)的值，構(gòu)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的下位數(shù)據(jù)。這樣，能夠獲得與采樣脈沖c^Samp的脈沖寬度對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。此時(shí)，下位鎖存電路104保持的值(8bit的數(shù)據(jù)信號(hào))與8個(gè)狀態(tài)中的任意ー個(gè)對(duì)應(yīng)，因此通過對(duì)該值進(jìn)行2進(jìn)制化，生成3bit的數(shù)據(jù)信號(hào)。作為這種A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用領(lǐng)域，可舉出固體攝像裝置(圖像傳感器)。在日本特開2009-33297號(hào)公報(bào)中描述了按照每個(gè)像素列配置A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)來(lái)自像素的輸出進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的例子。日本特開2009-33297號(hào)公報(bào)所記載的圖像傳感器是將像素的信號(hào)電平(電壓信息)轉(zhuǎn)換為脈沖寬度(時(shí)間信息)，使用TDC型A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)該脈沖寬度進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而獲得與像素的信號(hào)電平對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的類型(所謂的單坡型)的圖像傳感器。另外，日本特開2009-33297號(hào)公報(bào)所記載的圖像傳感器在對(duì)應(yīng)于各像素列設(shè)置的列部?jī)?nèi)保持相位數(shù)據(jù)，使用設(shè)置于列部外的編碼電路將相位數(shù)據(jù)2進(jìn)制化
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，固體攝像裝置具有像素部，其呈矩陣狀配置有具備光電轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)像素；參照信號(hào)生成部，其生成隨時(shí)間經(jīng)過而増加或減少的參照信號(hào)；t匕較部，其在與上述像素信號(hào)的輸入有關(guān)的時(shí)機(jī)開始上述像素信號(hào)與上述參照信號(hào)之間的比較處理，在上述參照信號(hào)相對(duì)于上述像素信號(hào)滿足了規(guī)定條件的時(shí)機(jī)，結(jié)束上述比較處理；延遲電路，其具有多個(gè)延遲元件，該多個(gè)延遲元件分別具備第I脈沖輸入端子和脈沖輸出端子，上述多個(gè)延遲元件各自的上述第I脈沖輸入端子與上述多個(gè)延遲元件的對(duì)應(yīng)的I個(gè)上述脈沖輸出端子連接，上述多個(gè)延遲元件中的任意ー個(gè)具有從外部輸入脈沖信號(hào)的第2脈沖輸入端子；下位鎖存電路，其鎖存從上述多個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)；上位計(jì)數(shù)電路，其對(duì)從上述延遲電路輸出的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)；狀態(tài)變化檢測(cè)電路，其按順序比較由上述下位鎖存電路鎖存的脈沖信號(hào)中從上述多個(gè)延遲元件中的2個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)，在狀態(tài)在2個(gè)脈沖信號(hào)間不同時(shí)，輸出狀態(tài)變化檢測(cè)信號(hào)；以及編碼信號(hào)鎖存電路，其輸入編碼信號(hào)，該編碼信號(hào)具有與對(duì)輸入到上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路中的脈沖信號(hào)進(jìn)行了輸出的延遲元件對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，在輸入了上述狀態(tài)變化檢測(cè)信號(hào)的情況下，鎖存上述編碼信號(hào)。在與上述比較處理的開始有關(guān)的時(shí)機(jī)，在上述延遲電路的上述第2脈沖輸入端子輸入脈沖信號(hào)。上述下位鎖存電路在與上述比較處理的結(jié)束有關(guān)的時(shí)機(jī)，鎖存從上述多個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)。上述上位計(jì)數(shù)電路在與上述比較處理的開始有關(guān)的時(shí)機(jī)開始計(jì)數(shù)，在與上述比較處理的結(jié)束有關(guān)的時(shí)機(jī)結(jié)束計(jì)數(shù)。上述比較部、上述下位鎖存電路、上述上位計(jì)數(shù)電路、上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路和上述編碼信號(hào)鎖存電路按照上述像素部的每一列或每多列進(jìn)行了配置。優(yōu)選固體攝像裝置還具有第I脈沖信號(hào)鎖存電路，該第I脈沖信號(hào)鎖存電路鎖存從上述2個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)中的一方，輸出給上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路。優(yōu)選固體攝像裝置還具有第2脈沖信號(hào)鎖存電路，該第2脈沖信號(hào)鎖存電路鎖存從上述2個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)中的另一方，輸出給上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路。優(yōu)選固體攝像裝置中，上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路按順序比較來(lái)自包含上述2個(gè)延遲元件在內(nèi)的3個(gè)延遲元件的脈沖輸出信號(hào)。


圖I是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置具備的下位鎖存電路和編碼電路的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示規(guī)定了本發(fā)明第I實(shí)施方式涉及的狀態(tài)變化檢測(cè)電路的動(dòng)作的真值表的內(nèi)容的參考圖。圖4是表示描述了向本發(fā)明第I實(shí)施方式涉及的狀態(tài)變化檢測(cè)電路輸出了信號(hào)的延遲元件的級(jí)數(shù)與編碼信號(hào)之間的關(guān)系的表的內(nèi)容的參考圖。圖5是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。 圖6是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖7是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式涉及的延遲元件的輸出信號(hào)的參考圖。圖8是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式的變形例涉及的固體攝像裝置具備的下位鎖存電路和編碼電路的結(jié)構(gòu)的框圖。圖9是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式的變形例涉及的固體攝像裝置具備的下位鎖存電路和編碼電路的結(jié)構(gòu)的框圖。圖10是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置具備的下位鎖存電路和編碼電路的結(jié)構(gòu)的框圖。圖11是表示規(guī)定了本發(fā)明第2實(shí)施方式涉及的狀態(tài)變化檢測(cè)電路的動(dòng)作的真值表的內(nèi)容的參考圖。圖12是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖13是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式涉及的延遲元件的輸出信號(hào)的參考圖。圖14是表示現(xiàn)有的TDC型A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖15是表示現(xiàn)有的TDC型A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式下面參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。(第I實(shí)施方式)首先說明本發(fā)明的第I實(shí)施方式。圖I表示本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)。圖I所示的固體攝像裝置構(gòu)成為具有呈2維配置了像素I (Pll P16、P21 P26、P31 P36、P41 P46、P51 P56、P61 P66)的像素陣列2 (像素部)、垂直掃描電路3、列電路4、斜波生成電路5 (參照信號(hào)生成部)、比較電路6 (比較部)、時(shí)鐘生成電路7、上位計(jì)數(shù)電路8、下位鎖存電路9、編碼電路10、水平掃描電路11、控制電路12。像素I至少具有光電轉(zhuǎn)換元件。像素I生成對(duì)應(yīng)于入射光量的像素信號(hào)并輸出。像素陣列2具有多個(gè)像素I。在圖I所示例子中，配置有6行6列的像素I。垂直掃描電路3由移位寄存器或解碼器等構(gòu)成，進(jìn)行像素陣列2的行選擇。列電路4由所謂的CDS電路等構(gòu)成，對(duì)從像素陣列2讀出的像素信號(hào)進(jìn)行處理并輸出。斜波生成電路5生成隨時(shí)間經(jīng)過而增加或減少的參照信號(hào)(斜波)。比較電路6按照對(duì)列電路4輸出的像素信號(hào)Φρ χ與斜波生成電路5輸出的參照信號(hào)ΦΙ^ ·之間的信號(hào)電平比較的結(jié)果，生成具備與像素信號(hào)Φρ χ的信號(hào)電平大小對(duì)應(yīng)的時(shí)間軸方向的大小(脈沖寬度)的脈沖信號(hào)OComp。時(shí)鐘生成電路7由呈環(huán)狀配置有多個(gè)延遲元件的延遲電路71構(gòu)成。上位計(jì)數(shù)電路8在比較電路6輸出的脈沖信號(hào)Φ(οπιρ的上升沿位置的時(shí)機(jī)將構(gòu)成時(shí)鐘生成電路7的延遲電路71的I個(gè)延遲元件的輸出信號(hào)作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘開始計(jì)數(shù)動(dòng)作，在脈沖信號(hào)Φ(οπιρ的下降沿位置的時(shí)機(jī)，結(jié)束計(jì)數(shù)動(dòng)作。上位計(jì)數(shù)電路8保持的計(jì)數(shù)值與構(gòu)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的上位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。下位鎖存電路9在從比較電路6輸出的脈沖信號(hào)Φ(οπιρ的下降沿位置的時(shí)機(jī)，保持(鎖存)構(gòu)成時(shí)鐘生成電路7的延遲電路71的各延遲元件的輸出信號(hào)(相位數(shù)據(jù))。編碼電路10對(duì)下位鎖存電路9保持的值進(jìn)行2進(jìn)制化而輸出。編碼電路10輸出的值與構(gòu)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的下位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。
水平掃描電路11由移位寄存器或解碼器等構(gòu)成，控制上位計(jì)數(shù)電路8和編碼電路10，按照每個(gè)列輸出上位計(jì)數(shù)電路8和編碼電路10保持的值?？刂齐娐?2向構(gòu)成固體攝像裝置的各電路輸出各種控制信號(hào)。斜波生成電路5例如由積分電路構(gòu)成。斜波生成電路5生成電平隨時(shí)間經(jīng)過而呈傾斜狀變化的所謂的斜波，提供給比較電路6的輸入端子的一方。并且，作為斜波生成電路5，不限于使用積分電路的結(jié)構(gòu)，還可以使用DAC電路。其中，當(dāng)構(gòu)成為使用DAC電路而數(shù)字地生成斜波時(shí)，需要細(xì)化斜波的步幅或采取與之同等的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，準(zhǔn)備6組的由列電路4、比較電路6、上位計(jì)數(shù)電路8、下位鎖存電路9、編碼電路10構(gòu)成的組，按照每個(gè)像素列進(jìn)行了配置。在本實(shí)施方式中，按照每個(gè)像素列配置了這些電路的組，然而也可以在多個(gè)像素列之間共享這些電路的組。在本實(shí)施方式中，例如說明構(gòu)成時(shí)鐘生成電路7的延遲電路71與圖14所示的延遲電路102同樣地由8級(jí)延遲元件構(gòu)成的情況。并且，時(shí)鐘生成電路7將第8級(jí)的延遲元件的輸出信號(hào)ΦΟ(8(以下記作時(shí)鐘信號(hào))作為上位計(jì)數(shù)電路8的計(jì)數(shù)時(shí)鐘來(lái)輸出。圖2是表示本實(shí)施方式涉及的下位鎖存電路9和編碼電路10的結(jié)構(gòu)。下位鎖存電路9由8個(gè)鎖存電路LI L8構(gòu)成，該8個(gè)鎖存電路LI L8接收比較電路6的輸出信號(hào)OComp,在該輸出信號(hào)C>Comp的下降沿位置的時(shí)機(jī)保持延遲電路71的各延遲元件的輸出信號(hào)。這些8個(gè)鎖存電路LI L8分別保持Ibit的信號(hào)。各鎖存電路LI L8在基于輸出信號(hào) (DSWL8的時(shí)機(jī)，將各延遲元件的輸出信號(hào)輸出給信號(hào)傳輸線13。并且，信號(hào)傳輸線13與構(gòu)成下位鎖存電路9的8個(gè)鎖存電路LI L8各自的輸出端子Q連接，并且通過上位計(jì)數(shù)電路8與脈沖信號(hào)鎖存電路1001和狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002連接。編碼電路10由脈沖信號(hào)鎖存電路1001、狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002、編碼信號(hào)鎖存電路1003構(gòu)成。脈沖信號(hào)鎖存電路1001對(duì)由下位鎖存電路9保持且輸出到信號(hào)傳輸線13的延遲元件的輸出信號(hào)進(jìn)行保持。狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002具有端子A、B。端子A與信號(hào)傳輸線13連接。端子B與脈沖信號(hào)鎖存電路1001的輸出端子Q連接。當(dāng)從脈沖信號(hào)鎖存電路1001輸出第η級(jí)的延遲元件(以下記作DU[n])的輸出信號(hào)吋，對(duì)信號(hào)傳輸線13輸出第(n+1)級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)。狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002比較輸出到信號(hào)傳輸線13的信號(hào)與從脈沖信號(hào)鎖存電路1001輸出的信號(hào)，從而檢測(cè)出第(n+1)級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)與第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)之間的狀態(tài)變化。編碼信號(hào)鎖存電路1003具有保持編碼信號(hào)OBC [3:1]的3個(gè)鎖存電路LLl LL3。各鎖存電路LLl LL3上輸入有狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的輸出信號(hào)Φ Μ作為控制信號(hào)，并且輸入有與對(duì)輸出到狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的信號(hào)進(jìn)行輸出的延遲元件在延遲電路71內(nèi)的位置(級(jí)數(shù))對(duì)應(yīng)的編碼信號(hào)OBC( = Binary Code) [3:1]。編碼信號(hào)鎖存電路1003按照狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的輸出信號(hào)ODet保持(鎖存)編碼信號(hào)ΦΒ([3:1]。并且，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002根據(jù)圖3所示的真值表檢測(cè)狀態(tài)變化。另外，圖4示出描述了向狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002輸出了信號(hào)的延遲元件的級(jí)數(shù)與編碼信號(hào)ΦΒ([3:1]之間的關(guān)系的圖。下面使用圖5所示的時(shí)序圖說明本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的動(dòng)作。首先， 在時(shí)機(jī)Tl，像素選擇信號(hào)OSLl從Low變?yōu)镠igh。由此選擇出第I行的像素1(P11、P12、P13、P14、P15、P16)，像素 I (Pll、P12、P13、P14、P15、P16)的像素信號(hào)被輸入到列電路 4。列電路4輸出對(duì)所輸入的像素信號(hào)進(jìn)行了處理的像素信號(hào)ΦΡ χ。以下，將像素Pnm (η=行編號(hào)、m =列編號(hào))的像素信號(hào)記作OPix(Pnm)。圖6中，僅記載了第I列的像素信號(hào)的處理。第2列 第6列像素信號(hào)的處理與第I列像素信號(hào)的處理并行地在與各列對(duì)應(yīng)的電路中進(jìn)行。另外,在時(shí)機(jī)Tl,開始脈沖OStartP從Low變?yōu)镠igh,從而時(shí)鐘生成電路7開始時(shí)鐘信號(hào)的輸出，斜波生成電路5開始輸出隨時(shí)間經(jīng)過而增加的參照信號(hào)ΦΙ^ ·，比較電路6的輸出信號(hào)OComp從Low變?yōu)镠igh，比較電路6開始參照信號(hào)ORef與像素信號(hào)ΦΡ χ的比較處理。在該時(shí)機(jī)Tl，上位計(jì)數(shù)電路8開始時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)動(dòng)作。接著，在時(shí)機(jī)Τ2，若參照信號(hào)ORef和像素信號(hào)ΦΡ χ的信號(hào)電平的大小關(guān)系逆轉(zhuǎn)，則比較電路的輸出信號(hào)Φ Comp從High變?yōu)長(zhǎng)ow。在該時(shí)機(jī)T2，上位計(jì)數(shù)電路8結(jié)束時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)動(dòng)作，下位鎖存電路9保持延遲電路71的輸出信號(hào)(相位數(shù)據(jù))。接下來(lái)，在時(shí)機(jī)T3，像素選擇信號(hào)OSLl從High變?yōu)長(zhǎng)ow，第I行像素信號(hào)的輸出結(jié)束。接著，在編碼期間(時(shí)機(jī)T3 T4期間)內(nèi)，下位鎖存電路9所保持的值通過編碼電路10而被2進(jìn)制化。后面詳細(xì)敘述編碼電路10的2進(jìn)制化。接著，在時(shí)機(jī)T4，當(dāng)列選擇信號(hào)ΦΗ1從Low變?yōu)镠igh時(shí)，輸出由上位計(jì)數(shù)電路8和編碼電路10保持的像素信號(hào)ΦΡ χ(ΡΙΙ)的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。以下同樣地，列選擇信號(hào)ΦΗ2 ΦΗ6依次從Low變?yōu)镠igh，從而結(jié)束第I行的讀
出動(dòng)作。此后，對(duì)于第2行 第6行的像素信號(hào)也與第I行同樣地進(jìn)行讀出，從而能夠獲得在像素陣列2生成的所有像素信號(hào)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
接著，使用圖6所示的時(shí)序圖說明與編碼期間(T3 T4期間)有關(guān)的動(dòng)作。以下，舉例說明下位鎖存電路9所保持的各延遲元件的輸出信號(hào)為圖7所示的值的情況。首先，在時(shí)機(jī)T31，輸出控制信號(hào)OSWL8和鎖存信號(hào)ΦTEMPLAT成為High。由此，下位鎖存電路9所保持的第8級(jí)的延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13，并且脈沖信號(hào)鎖存電路1001從信號(hào)傳輸線13取入第8級(jí)的延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)。此后，鎖存信號(hào)Φ TEMPLAT成為L(zhǎng)ow，從而脈沖信號(hào)鎖存電路1001保持延遲元件DU [8]的輸出信號(hào)。接著，在時(shí)機(jī)T32與輸出控制信號(hào)OSWL8變?yōu)長(zhǎng)ow同時(shí)地，輸出控制信號(hào)OSWLl變?yōu)镠igh。另外，在時(shí)機(jī)T32，編碼信號(hào)ΦΒ([3:1]成為0(1Q)。并且(10)表示為10進(jìn)制數(shù)。通過編碼信號(hào)ΦΒ([3:1]成為0(1(|)，第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)被輸出給信號(hào)傳輸線13。此時(shí)，向狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的輸入端子A、B分別輸入第I級(jí)延遲兀件DU[1]的輸出信號(hào)、第8級(jí)延遲兀件DU[8]的輸出信號(hào)。如圖7所示，第8級(jí)延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)和第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)為L(zhǎng)ow，因此狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002按照?qǐng)D3所示的真值表輸出Low的信號(hào)。接著，在時(shí)機(jī)T33，鎖存信號(hào)ΦTEMPLAT變?yōu)镠igh。由此，脈沖信號(hào)鎖存電路1001從信號(hào)傳輸線13取入第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)。此后，鎖存信號(hào)ΦΤΕΜΡ νΤ變?yōu)長(zhǎng)ow，從而由脈沖信號(hào)鎖存電路1001保持第I級(jí)延遲元件DU[I]的輸出 信號(hào)。此時(shí)，向狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的輸入端子A、B分別輸入相同的信號(hào)，因此狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002輸出Low的信號(hào)。接著，在時(shí)機(jī)T34，與輸出控制信號(hào)變?yōu)長(zhǎng)ow，輸出控制信號(hào)CDSWL2變?yōu)镠igh同時(shí)地，編碼信號(hào)ΦΒ([3:1]變?yōu)?_。由此，第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13。此時(shí)，向狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的輸入端子A、B分別輸入第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)、第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)。如圖7所示，第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)為L(zhǎng)ow，第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)為High，因此狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002按照?qǐng)D3所示的真值表輸出High的信號(hào)。從狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002輸出了 High的信號(hào)，因此編碼信號(hào)鎖存電路1003取入編碼信號(hào)ΦΒ([3:1] = Iatl)并保持。接著，在時(shí)機(jī)Τ35，鎖存信號(hào)ΦTEMPLAT變?yōu)镠igh。由此，脈沖信號(hào)鎖存電路1001保持第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)。此后，鎖存信號(hào)OTEMPLAT變?yōu)長(zhǎng)ow，從而由脈沖信號(hào)鎖存電路1001保持第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)。此時(shí)，向狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的輸入端子A、B輸入相同的信號(hào)，因此狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002輸出Low的信號(hào)。因此編碼信號(hào)鎖存電路1003保持編碼信號(hào)ΦΒ([3:1] = 1(1Q)。以下，同樣地，到時(shí)機(jī)T36為止，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002依次進(jìn)行第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)與第n+1級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)的比較處理。此間，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002沒有檢測(cè)狀態(tài)變化，因此編碼信號(hào)鎖存電路1003依舊保持了編碼信號(hào)ΦΒ0[3:1] = 1(10)。如上，與編碼期間有關(guān)的動(dòng)作結(jié)束。通過上述動(dòng)作，本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置能夠在列部?jī)?nèi)進(jìn)行編碼。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的相位調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)高速化和高像素?cái)?shù)化。下面，說明本實(shí)施方式的變形例。圖8表示第I變形例涉及的下位鎖存電路9和編碼電路10的結(jié)構(gòu)。圖8中設(shè)有2個(gè)脈沖信號(hào)鎖存電路1001a、1001b。通過比較第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)與第n+1級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)的動(dòng)作，第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)保持于脈沖信號(hào)鎖存電路1001a，第(n+1)級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)保持于脈沖信號(hào)鎖存電路1001b,這些脈沖信號(hào)鎖存電路1001a、1001b的輸出信號(hào)被輸入到狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002。圖9表示第2變形例涉及的下位鎖存電路9和編碼電路10的結(jié)構(gòu)。圖9中設(shè)有2根信號(hào)傳輸線13a、13b。信號(hào)傳輸線13a與構(gòu)成下位鎖存電路9的8個(gè)鎖存電路LI L8各自的輸出端子Q連接，并且通過上位計(jì)數(shù)電路8與狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的輸入端子A連接。信號(hào)傳輸線13b與構(gòu)成下位鎖存電路9的8個(gè)鎖存電路LI L8各自的輸出端子Q連接，并且通過上位計(jì)數(shù)電路8與狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002的輸入端子B連接。另外，鎖存電路LI L8按照輸出控制信號(hào)OSWLl_l OSWL8_l將所保持的信號(hào)輸出給信號(hào)傳輸線13a，按照輸出控制信號(hào)c5SWl_2 ΦSWL8_2將所保持的信號(hào)輸出給信號(hào)傳輸線13b。通過這種構(gòu)成，可以在不設(shè)置脈沖信號(hào)鎖存電路1001的情況下，由狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002比較第η級(jí)的延遲元件DU[η]的輸出信號(hào)與第(n+1)級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)。并且，在圖8所示構(gòu)成中，相比于圖9所示構(gòu)成，能夠減少在列部?jī)?nèi)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)線的數(shù)量，能減小電路面積。因此，使固體攝像裝置進(jìn)ー步小型化。(第2實(shí)施方式)接著，說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式。圖10表示本實(shí)施方式涉及的下位鎖存電路9 和編碼電路10的結(jié)構(gòu)。下面，僅說明與圖2所示的結(jié)構(gòu)的不同之處。圖10中，設(shè)有2個(gè)脈沖信號(hào)鎖存電路1001a、IOOlb和狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a。通過比較第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)與第(n+1)級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)的動(dòng)作，第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)保持于脈沖信號(hào)鎖存電路1001a，第(n+1)級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)保持于脈沖信號(hào)鎖存電路1001b，這些脈沖信號(hào)鎖存電路1001a、IOOlb的輸出信號(hào)被輸入到狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a。狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a具有端子A、B、C。端子A與信號(hào)傳輸線13連接，端子B與脈沖信號(hào)鎖存電路IOOlb的輸出端子Q連接，端子C與脈沖信號(hào)鎖存電路IOOla的輸出端子Q連接。當(dāng)從脈沖信號(hào)鎖存電路IOOla輸出第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)吋，從脈沖信號(hào)鎖存電路IOOlb輸出第(n+1)級(jí)的延遲兀件DU[n+l]的輸出信號(hào)，向信號(hào)傳輸線13輸出第(n+2)級(jí)的延遲元件DU[n+2]的輸出信號(hào)。狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a比較輸出到信號(hào)傳輸線13的信號(hào)、從脈沖信號(hào)鎖存電路IOOlb輸出的信號(hào)、從脈沖信號(hào)鎖存電路IOOla輸出的信號(hào)，從而檢測(cè)第(n+2)級(jí)的延遲元件DU[n+2]的輸出信號(hào)、第(n+1)級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)、第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)之間的狀態(tài)變化。并且，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a根據(jù)圖11所示的真值表檢測(cè)狀態(tài)變化。下面，使用圖12所示的時(shí)序圖說明本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的動(dòng)作。并且，除去編碼期間涉及的動(dòng)作之外，都與第I實(shí)施方式中說明的動(dòng)作相同，因此省略說明。以下，作為ー個(gè)例子，說明有關(guān)下位鎖存電路9所保持的各延遲元件的輸出信號(hào)，由于延遲元件的輸出信號(hào)或控制信號(hào)的抖動(dòng)而在延遲元件的輸出信號(hào)產(chǎn)生狀態(tài)變化的位置出現(xiàn)2處以上的情況。在圖13中，延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)為High就是抖動(dòng)的影響所致。并且，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a在被輸入不同的延遲元件的輸出信號(hào)的時(shí)機(jī)對(duì)輸入端子A、B、C分別進(jìn)行基于圖11所示的真值表的判定，在此之外的時(shí)機(jī)不進(jìn)行判定。首先，在時(shí)機(jī)T31a，輸出控制信號(hào)OSWL8和鎖存信號(hào)OTEMPLATl成為High。由此，下位鎖存電路9所保持的第8級(jí)的延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13，并且脈沖信號(hào)鎖存電路IOOla從信號(hào)傳輸線13取入第8級(jí)的延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)。此后，鎖存信號(hào)ΦΤΕΜΡ νΤΙ成為L(zhǎng)ow，從而脈沖信號(hào)鎖存電路IOOla保持第8級(jí)的延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)。
接著，在時(shí)機(jī)T32a，輸出控制信號(hào)Φ SWL8變?yōu)長(zhǎng)ow，并且輸出控制信號(hào)OSWLl和鎖存信號(hào)OTEMPLAT2變?yōu)镠igh。另外，在時(shí)機(jī)T32a，編碼信號(hào)ΦΒ([3:1]變?yōu)?(1(|)。由此，第I級(jí)的延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13，并且脈沖信號(hào)鎖存電路IOOlb從信號(hào)傳輸線13取入第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)。此后，鎖存信號(hào)ΦΤΕΜΡ \Τ2變?yōu)長(zhǎng)ow，從而脈沖信號(hào)鎖存電路IOOlb保持第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)。接著，在時(shí)機(jī)T33a，輸出控制信號(hào)Φ SWLl變?yōu)長(zhǎng)ow，同時(shí)輸出控制信號(hào)の5胃し2變?yōu)镠igh。由此，第2級(jí)的延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13。此時(shí)，向狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a的輸入端子A、B、C分別輸入第2級(jí)的延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)(High)、第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)(Low)、第8級(jí)的延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)(High)。因此，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a按照?qǐng)D11所示的 真值表輸出Low的信號(hào)。接著，在時(shí)機(jī)T34a，輸出控制信號(hào)OSWLl和鎖存信號(hào)OTEMPLATl變?yōu)镠igh。由此，第I級(jí)的延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13，并且脈沖信號(hào)鎖存電路IOOla從信號(hào)傳輸線13取入第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)。此后，鎖存信號(hào)Φ TEMPLAT I變?yōu)長(zhǎng)ow，從而脈沖信號(hào)鎖存電路1001a保持第I級(jí)延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)。接著，在時(shí)機(jī)T35a，輸出控制信號(hào)Φ SWLl變?yōu)長(zhǎng)ow，并且輸出控制信號(hào)OSWL2和鎖存信號(hào)OTEMPLAT2變?yōu)镠igh。另外，在時(shí)機(jī)T35a，編碼信號(hào)ΦΒ([3:1]變?yōu)?(1(|)。由此，第2級(jí)的延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13，并且脈沖信號(hào)鎖存電路1001b從信號(hào)傳輸線13取入第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)。此后，鎖存信號(hào)ΦΤΕΜΡ \Τ2變?yōu)長(zhǎng)ow，從而脈沖信號(hào)鎖存電路1001b保持第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)。接著，在時(shí)機(jī)T36a，輸出控制信號(hào)Φ SWL2變?yōu)長(zhǎng)ow，同時(shí)輸出控制信號(hào)の5胃し3變?yōu)镠igh。由此,第3級(jí)的延遲兀件DU[3]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13。此時(shí)，向狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a的輸入端子A、B、C分別輸入第3級(jí)的延遲元件DU[3]的輸出信號(hào)(High)、第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)(High)、第I級(jí)的延遲元件DU[1]的輸出信號(hào)(Low)。因此，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a按照?qǐng)D11所示的真值表輸出High的信號(hào)。由于從狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a輸出High的信號(hào)，因此編碼信號(hào)鎖存電路1003取入編碼信號(hào)ΦΒ0[3:1] = 1(10)并保持。接著，在時(shí)機(jī)T37a，輸出控制信號(hào)OSWL2和鎖存信號(hào)OTEMPLATl變?yōu)镠igh。由此，第2級(jí)的延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)被輸出到信號(hào)傳輸線13，并且脈沖信號(hào)鎖存電路1001a從信號(hào)傳輸線13取入第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)。此后，鎖存信號(hào)OTEMPLATl變?yōu)長(zhǎng)ow，從而脈沖信號(hào)鎖存電路1001a保持第2級(jí)延遲元件DU[2]的輸出信號(hào)。以下，同樣地，到時(shí)機(jī)T39a為止，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a依次進(jìn)行第η級(jí)的延遲元件DU[n]的輸出信號(hào)、第(n+1)級(jí)的延遲元件DU[n+l]的輸出信號(hào)、第(n+2)級(jí)的輸出信號(hào)DU[n+2]的比較處理。此間，狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a沒有檢測(cè)狀態(tài)變化，因此編碼信號(hào)鎖存電路1003依舊保持編碼信號(hào)ΦΒ([3:1] = 1(10)ο在時(shí)機(jī)T38a T39a的期間內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到第7級(jí)延遲元件DU[7]的輸出信號(hào)與第8級(jí)延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)之間的狀態(tài)變化的情況下，也向狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a的輸入端子A、B、C分別輸入第I級(jí)的延遲元件DU[I]的輸出信號(hào)(Low)、第8級(jí)的延遲元件DU[8]的輸出信號(hào)(High)、第7級(jí)延遲元件DU[7]的輸出信號(hào)(Low)，因此狀態(tài)變化檢測(cè)電路1002a未檢測(cè)到狀態(tài)變化，輸出Low的信號(hào)。
如上，編碼期間的動(dòng)作結(jié)束。通過上述動(dòng)作，本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置能夠在列部?jī)?nèi)進(jìn)行編碼。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的相位調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)高速化和高像素?cái)?shù)化。進(jìn)而，即使由于抖動(dòng)的影響而在延遲元件的輸出信號(hào)產(chǎn)生狀態(tài)變化的位置存在2處，也能精度良好地進(jìn)行編碼。因此，根據(jù)本實(shí)施方式能夠更為精度良好地進(jìn)行編碼。以上，參照附圖詳細(xì)敘述了本發(fā)明的實(shí)施方式，然而具體結(jié)構(gòu)不限于上述實(shí)施方式，還包括在不脫離本發(fā)明主g的范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等。
以上，說明的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而本發(fā)明不限于這些實(shí)施例?？梢栽诓幻撾x本發(fā)明主g的范圍內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的附加、省略、置換及其他變更。本發(fā)明不限于上述說明，而僅通過所附的權(quán)利要求書的范圍加以限定。
權(quán)利要求
1.ー種固體攝像裝置，其具有 像素部，其呈矩陣狀配置有具備光電轉(zhuǎn)換元件的多個(gè)像素； 參照信號(hào)生成部，其生成隨時(shí)間經(jīng)過而増加或減少的參照信號(hào)； 比較部，其在與上述像素信號(hào)的輸入有關(guān)的時(shí)機(jī)開始上述像素信號(hào)與上述參照信號(hào)之間的比較處理，在上述參照信號(hào)相對(duì)于上述像素信號(hào)滿足了規(guī)定條件的時(shí)機(jī)，結(jié)束上述比較處理； 延遲電路，其具有多個(gè)延遲元件，該多個(gè)延遲元件分別具備第I脈沖輸入端子和脈沖輸出端子，上述多個(gè)延遲元件各自的上述第I脈沖輸入端子與上述多個(gè)延遲元件的對(duì)應(yīng)的I個(gè)上述脈沖輸出端子連接，上述多個(gè)延遲元件中的任意ー個(gè)具有從外部輸入脈沖信號(hào)的第2脈沖輸入端子； 下位鎖存電路，其鎖存從上述多個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)； 上位計(jì)數(shù)電路，其對(duì)從上述延遲電路輸出的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)； 狀態(tài)變化檢測(cè)電路，其按順序比較由上述下位鎖存電路鎖存的脈沖信號(hào)中從上述多個(gè)延遲元件中的2個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)，當(dāng)狀態(tài)在2個(gè)脈沖信號(hào)間不同時(shí)，輸出狀態(tài)變化檢測(cè)信號(hào)；以及 編碼信號(hào)鎖存電路，其輸入編碼信號(hào)，該編碼信號(hào)具有與對(duì)輸入到上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路中的脈沖信號(hào)進(jìn)行了輸出的延遲元件對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，在輸入了上述狀態(tài)變化檢測(cè)信號(hào)的情況下，鎖存上述編碼信號(hào)， 在與開始上述比較處理有關(guān)的時(shí)機(jī)，在上述延遲電路的上述第2脈沖輸入端子輸入脈沖信號(hào)， 在與結(jié)束上述比較處理有關(guān)的時(shí)機(jī)，上述下位鎖存電路鎖存從上述多個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)， 上述上位計(jì)數(shù)電路在與開始上述比較處理有關(guān)的時(shí)機(jī)開始計(jì)數(shù)，在與結(jié)束上述比較處通有關(guān)的時(shí)機(jī)結(jié)束計(jì)數(shù)， 上述比較部、上述下位鎖存電路、上述上位計(jì)數(shù)電路、上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路和上述編碼信號(hào)鎖存電路按照上述像素部的每一列或每多列進(jìn)行了配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中，該固體攝像裝置還具有第I脈沖信號(hào)鎖存電路，該第I脈沖信號(hào)鎖存電路鎖存從上述2個(gè)延遲兀件輸出的脈沖信號(hào)中的一方，輸出給上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體攝像裝置，其中，該固體攝像裝置還具有第2脈沖信號(hào)鎖存電路，該第2脈沖信號(hào)鎖存電路鎖存從上述2個(gè)延遲兀件輸出的脈沖信號(hào)中的另一方,輸出給上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體攝像裝置，其中，上述狀態(tài)變化檢測(cè)電路按順序比較來(lái)自包含上述2個(gè)延遲元件在內(nèi)的3個(gè)延遲元件的脈沖輸出信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固體攝像裝置，該固體攝像裝置具有下位鎖存電路、狀態(tài)變化檢測(cè)電路、編碼信號(hào)鎖存電路。狀態(tài)變化檢測(cè)電路按順序比較由下位鎖存電路鎖存的脈沖信號(hào)中從多個(gè)延遲元件中的2個(gè)延遲元件輸出的脈沖信號(hào)，當(dāng)狀態(tài)在2個(gè)脈沖信號(hào)之間不同時(shí)輸出狀態(tài)變化檢測(cè)信號(hào)。編碼信號(hào)鎖存電路被輸入編碼信號(hào)，該編碼信號(hào)具有與對(duì)輸入到狀態(tài)變化檢測(cè)電路的脈沖信號(hào)進(jìn)行了輸出的延遲元件對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，當(dāng)被輸入了狀態(tài)變化檢測(cè)信號(hào)時(shí)，對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行鎖存。
文檔編號(hào)H04N5/369GK102695006SQ201210075888
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者田中孝典 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社