[发明专利]数模转换器电路、固态成像器件以及成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及生成斜坡信号的数模转换器电路、固态成像器件以及成像 装置。

背景技术

在很多电子设备中使用了将数字信号转换为模拟信号的数模(D/A) 转换器装置。

例如，在成像装置中使用了MOS(金属氧化物半导体)型和CMOS (互补金属氧化物半导体)型或者检测光的CCD(电荷耦合器件)型的半 导体器件。成像装置是利用像素将光分布转换并读出为电信号的装置。

此外，在CMOS型成像装置之中存在放大型成像装置，该放大型成像 装置包括具有有源像素传感器(APS)的像素，这些传感器具有用于像素 信号生成部分中的放大的驱动晶体管，像素信号生成部分根据电荷生成部 分中生成的信号电荷来生成像素信号。

在成像装置中，对其中布置了多个单元像素的像素单元执行地址控 制，来自各个单元像素的信号被任意选择，从而由各个单元像素输出的像 素信号被读出。

例如，在单位像素以矩阵形式排列的地址型成像器件中，这些像素包 括有源元件，这些有源元件具有用于它们自身的放大功能的MOS结构 (MOS晶体管)等。也就是说，作为光电转换元件的光电二极管中积累的 信号电荷(光电子)被有源元件放大，并且输出为像素信号。

从像素单元读出的模拟像素信号一般被模数(A/D)转换器装置转换 为数字信号并且输出。

考虑到电路尺寸、处理速度、分辨率等，存在像素信号的各种A/D转 换系统。例如，A/D转换系统之一是如下的方法：将模拟像素信号与参考 信号作比较，对比较所必需的时间进行计数，并且基于比较处理完成时的 计数值将模拟像素信号转换为数字信号。这样的A/D转换系统被称为单斜 率(single-slope)积分型或斜坡(ramp)信号比较型。

作为使用A/D转换系统的成像器件，例如，存在JP-A-2000-152082、 JP-A-2002-232291和JP-A-2007-59991中所公开的技术。

在A/D转换系统中，参考信号是单调改变的锯齿信号(斜坡信号)， 并且D/A转换器电路可用于生成斜坡信号。

发明内容

在上述单斜率积分型A/D转换系统中，可以通过改变要被供应至比较 器电路的参考信号的梯度来对模拟像素信号进行增益调整，其中比较器电 路将模拟像素信号与参考信号作比较。

然而，即使如上所述地通过控制参考信号的梯度来进行增益调整，生 成参考信号开始电压的D/A转换器电路的电流源配置也是固定的，并且因 此在具有高增益时段的扩展P阶段范围的设计中，在低增益时段的P阶段 范围中导致了冗余。

也就是说，在低增益时段中，存在如下缺点：电流源的漏-源电压由于 不必要增加的输出幅度而未被充分确保，并且参考信号中斜坡波形的模拟 特性变得恶化。

因此，希望提供改善了参考信号中斜坡波形的模拟特性的D/A转换器 电路、固态成像器件以及成像装置。

根据本发明的一个实施例的一种数模转换器电路包括第一数模转换部 分以及第二数模转换部分，该第一数模转换部分响应于数字输入信号的值 而获得模拟输出信号，该第二数模转换部分响应于外部输入的数字增益控 制输入信号的值而生成控制信号，其中第一数模转换部分基于用于控制第 二数模转换部分的数字增益控制输入信号，来调整模拟输出信号的开始电 压或结束电压，所述数模转换器电路还包括控制部分，所述控制部分基于 由所述第二数模转换部分生成的所述控制信号，来确定所述第一数模转换 部分的多个电流源中的选中的电流源，其中所述控制部分调整通过从所述 第一数模转换部分的多个电流源中选择用于使电流流动的电流源而生成的 所述模拟输出信号的开始电压或结束电压。