[发明专利]摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及摄像装置。

背景技术

作为使用了现有技术的AD转换方法的摄像装置，已知有在日本特开2006-340044号公报中记载的结构。首先，对日本特开2006-340044号公报中记载的摄像装置的结构和动作进行说明。

图14示出了在日本特开2006-340044号公报中记载的使用了现有技术的AD转换方法的（C）MOS摄像装置的概略结构。摄像装置1001由摄像部1002、垂直选择部1012、读出电流源部1005、模拟部1006、纵列处理部1015、参照信号生成部1016、水平选择部1014、输出部1017、变更部1018以及定时控制部1020构成。

定时控制部1020控制垂直选择部1012、读出电流源部1005、模拟部1006、纵列处理部1015、参照信号生成部1016、水平选择部1014以及输出部1017等各部。将具有光电转换元件的单位像素1003配置成矩阵状，从而构成了摄像部1002，摄像部1002生成与所入射的电磁波的大小对应的像素信号，并向按照每列设置的垂直信号线1013输出。

在驱动摄像部1002的各单位像素1003时，垂直选择部1012经由行控制线1011进行摄像部1002的行寻址或行扫描的控制。水平选择部1014进行纵列处理部1015的列AD转换部1030的列寻址和列扫描的控制。读出电流源部1005是用于将来自摄像部1002的像素信号作为电压信号读出的电流源。模拟部1006根据需要实施放大等。

纵列处理部1015具有变更部1018和按照摄像部1002的每列设置的列AD转换部1030。通过接通（ON）（激活）变更部1018，使提供规定电压的电压源短路。列AD转换部1030将作为从摄像部1002的各单位像素1003按照每列输出的像素信号的模拟信号转换为数字数据并输出。参照信号生成部1016例如由积分电路或DAC电路构成，生成随着时间经过电平呈倾斜状变化的参照信号Ramp。

接着，对列AD转换部1030的结构进行说明。图15示出包含列AD转换部1030的纵列处理部1015的结构。列AD转换部1030全部为同样的构成，各个列AD转换部1030是具有比较部1031、计测部1032的结构。

比较部1031是以通常众所周知的差分放大器为基本结构的比较器电路。比较部1031将从摄像部1002的单位像素1003输出的像素信号与参照信号Ramp进行比较，例如当参照信号Ramp比像素信号大时输出高电平，例如当参照信号Ramp比像素信号小时输出低电平。

计测部1032由可逆计数器电路构成，计测从比较部1031开始进行比较起到比较结束为止的比较时间。由此，得到与像素信号的大小对应的比较时间的计测值。水平选择部1014由移位寄存器或解码器等构成，进行纵列处理部1015中的各列AD转换部1030的列寻址和列扫描的控制。由此，被AD转换后的数字数据依次经由水平信号线输出到输出部1017。

在进行了构成比较部1031的差分放大器的两个输入端的电压的复位（平衡）之后，开始比较部1031的比较动作。由于在复位动作之后，在构成比较部1031的差分放大器的两个输入端的电压中残留一些偏差，由此，会出现比较部1031的输出没有反转、或者在输入参照信号Ramp后比较部1031的输出马上反转这样的不良情况，为了防止这样的不良情况的发生，在摄像装置1001中设置有变更部1018。变更部1018构成为开关元件，对全部列的比较部1031提供来自电源VDD的电压。

接着，对AD转换动作进行说明。虽然对单位像素1003的具体的动作省略说明，但是，从单位像素1003输出复位电平和信号电平作为像素信号。

首先，在来自单位像素1003的复位电平的读出稳定后，进行构成比较部1031的差分放大器的两个输入端的电压的复位（平衡）。接着，通过变更部1018向被提供了参照信号Ramp的输入端施加规定电压。然后，比较部1031将该规定电压作为比较开始的电压，进行参照信号Ramp与像素信号的比较。计测部1032以向下计数模式实施计测，比较结束时刻的计测值成为复位电平的数字数据。

接着，当读出来自单位像素1003的信号电平时，不进行比较部1031中的复位动作和变更部1018的变更动作。在对来自单位像素1003的信号电平的读出稳定后，比较部1031将上述规定电压作为比较开始的电压，进行参照信号Ramp与像素信号的比较。计测部1032以向上计数模式实施计测，比较结束时刻的计测部1032的计测值成为信号分量（从信号电平中减去复位电平后得到的信号）的数字数据。