[发明专利]斜波生成电路以及固体摄像装置

说明书

发明领域

本发明涉及生成斜波的斜波生成电路以及具备该斜波生成电路的固体摄像装置，其中，所述斜波的电压值随着时间的经过而增加或者减少。

背景技术

图20示出按照每个像素列搭载有ADC（AD转换器）的固体摄像装置的结构例。

图20所示的固体摄像装置1具有摄像部2、行扫描电路3、列扫描电路4、定时控制电路5、ADC组群6、斜波生成电路7、计数器8以及包含读出放大电路的数据输出电路9。

摄像部2包含光电二极管和像素内放大器，以矩阵状配置有根据入射电磁波的大小输出像素信号的单位像素20。定时控制电路5是用于从摄像部2依次读出像素信号的控制电路。行扫描电路3经由行控制线21对摄像部2的行地址和行扫描进行控制。列扫描电路4对ADC组群6的列地址和列扫描进行控制。斜波生成电路7生成电压值随着时间的经过而增加或者减少的斜波。

ADC组群6具有n比特的数字信号转换功能，具有按照与各像素列对应的每个垂直信号线22设置的列ADC部60。列ADC部60具有比较器601和锁存部602。比较器601对由斜波生成电路7生成的斜波和按照每个行控制线21从单位像素20经由各垂直信号线22得到的模拟信号进行比较。锁存部602具有锁存电路603、604，用于保持对比较时间进行计数的计数器8的计数结果。各锁存部602的输出端与2n比特宽度的水平传送线117连接。数据输出电路9具有与各个水平传送线117对应的2n个传感电路。

接下来，对固体摄像装置1的动作进行说明。从摄像部2的选择行的各单位像素20，作为模拟的像素信号，在第1次读出动作中读出包含像素信号的噪音的复位电平，然后，在第2次读出动作中读出信号电平。然后，将复位电平和信号电平通过垂直信号线22以时间顺序输入到ADC组群6。

在从任意行的单位像素20向垂直信号线22的第1次读出稳定以后，由斜波生成电路7生成使参照电压随时间变化的斜波，并输入到比较器601。比较器601对任意的垂直信号线22的电压与斜波进行比较。与向比较器601输入斜波并行地，由计数器8进行第1次计数。

当斜波的电压电平和任意的垂直信号线22的电压相等时，比较器601的输出反转，同时，将与比较期间对应的计数值保持到锁存部602中。在该第1次读出时，单位像素20的复位电平的偏差一般较小，而且复位电压对全部像素是公共的，任意的垂直信号线22的输出大致与已知的值相等。因此，在第1次读出复位电平时，可以通过适当调整斜波的电压来缩短比较期间。

在第2次读出时，除了复位电平之外，还读出与每个单位像素20的入射光量对应的信号电平，并进行与第1次读出相同的动作。即，在从任意行的单位像素20向任意的垂直信号线22的第2次读出稳定以后，由斜波生成电路7生成使参照电压随时间变化的斜波，并输入到比较器601。

比较器601对任意的垂直信号线22的电压和斜波进行比较。与向比较器601输入斜波并行地，由计数器8进行第2次计数。

当斜波的电压电平和任意的垂直信号线22的电压相等时，比较器601的输出反转，同时，将与比较期间对应的计数值保持到锁存部602中。第1次计数值保持在例如锁存电路603中，第2次计数值保持在例如锁存电路604中。

在以上的2次读出结束以后，利用列扫描电路4，由数据输出电路9经由2n条水平传送线117检测保持在锁存部602中的第1次和第2次各自的n比特的数字信号。接下来，依次在减法电路中，从在第2次读出中得到的信号减去在第1次读出中得到的信号，然后将相减后的信号输出到外部。然后，依次按照每个行反复进行相同的动作，生成二维图像。

在日本特开2002－158933号公报中记载有可应用于固体摄像装置的扫描电路。

在上述固体摄像装置中，为了使斜波生成电路高速地动作，需要进行驱动时钟的成型，存在难以高速生成斜波这样的课题。以下，对该课题进行说明。在上述固体摄像装置中，作为参照信号，需要有电压值随着时间的经过而增加或者减少的斜波。一般地，斜波的生成是通过使DA转换器（构成DA转换器的计数电路）高速地动作来进行的，但是，需要在该生成中进行驱动时钟即计数时钟的成型（高速时钟的生成和生成的时钟复杂的相位调整），GHz量级的计数时钟的成型尤其困难。

发明内容

本发明正是鉴于上述课题而进行的，其目的是，提供一种容易高速化的斜波生成电路以及固体摄像装置。