[发明专利]比较器、比较方法、AD转换器、图像拾取器件、电子设备

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求于2012年11月8日提交的日本在先专利申请JP2012-246536的优先权，其全部内容通过引用结合于此。 

技术领域

本公开涉及比较器，比较方法，AD转换器，固态图像拾取器件，以及电子设备，特别地，涉及用于抑制由于比较器输出的同时反转所引起的噪声的比较器，比较方法，AD转换器，固态图像拾取器件，以及电子设备。 

背景技术

一种用作用于数码相机或类似设备的固态图像拾取器件的CMOS图像传感器（在下文中，将缩写为CIS）已经众所周知。 

图1示出了现有技术中CIS的构造实例。这个CIS10布置有AD转换单元（以下简称ADC），该ADC被配置为执行相关双采样（CDS）作为数字信号处理以去除在像素信号中生成的噪声（例如，参见日本专利第4470700号）。 

CIS10包括像素阵列单元11，行扫描单元12，列扫描单元13，时序控制单元14，为每个列布置的AD转换器（ADC）15，DAC16，以及数据输出单元17。 

像素阵列单元11由以矩阵布置的大量像素111组成。行扫描单元12，列扫描单元13，以及时序控制单元14被配置为连续地读出像素阵列单元11的信号。行扫描单元12控制行地址和行扫描。列扫描单元13控制列地址和列扫描。时序控制单元14生成内部时钟信号。时序控制单元14也生成如下所述的自动调零信号AZ0。 

每个ADC15是由比较器（CMP）151，异步双向计数器（CNT）152，以及开关153组成的积分型ADC。 

由DAC16产生的一个共用参考信号和经由竖直信号线Vn（n=0,1,…，n+1）从一个像素111读出的与光电荷的量相对应的模拟像素信号被输入到每个比较器151。比较器151将参考信号和像素信号互相比较并且将比较结果的信号输出到异步双向计数器（在下文中，将简称为计数器）152。 

图2示出了布置沿行方向的比较器151的电路构造的实例。连同上面提及的共用参考信号和像素信号，经由DAC16和图中未示出的信号线从时序控制单元14提供的共用自动调零信号AZ0被输入到每个比较器151。图3示出了共用自动调零信号，输入到每个比较器151的共用参考信号，以及共用自动调零信号的波形的实例。自动调零信号AZ0根据参考信号被布置于VO电平（即，偏移电平）的定时被布置为低电平。 

每个比较器151跟随自动调零信号在参考信号和像素信号上执行自动调零，以及将比较结果的信号反转（比较器151的输出）。利用这个自动调零，可以在不受来自各个像素111的复位成分中的变化的影响的情况下布置计数器152的比较时期。 

计数器152具有基于比较器151的比较结果和时钟CK执行向上/向下计数（或者向下计数）以保持与比较结果相对应的计数值的功能。开关153将计数器152和数据传输线18彼此连接并且基于来自列扫描单元13的扫描控制执行打开和关闭。包括与数据传输线18相对应的传感电路和减法电路的数据输出单元17被配置在数据传输线18上。 

具有用作保持电路的计数器152被布置在向上计数（或者向下计数）状态中作为初始状态并且执行复位计数。当来自相应比较器151的比较结果被反转时，计数器152停止向上计数操作，并且保持计数值。这时，计数器152的初始值被布置为模数转换的进度（gradation）的任意值，例如，0。在这个复位计数周期过程中，各个像素111的复位成分被读出。此后，计数器152被布置在向下计数（或者向上计数）状态中并且执行与入射光量相对应的数据计数。当相应比较器151的比较结果被反转时，保持根据比较时期的计数值。根据来自列扫描单元13和数据传输线18的扫描，在计数器152中保持的计数值作为数字信号经由已经关闭的开关153被输入到数据输出单元17。 

例如，列扫描单元13在从时序控制单元14提供起动脉冲STR和主时钟MCK时被激活，并且与驱动时钟CLK同步地驱动相应的选择线SEL，在CLK时钟中，主时钟MCK被布置为基准（a reference）以将计数器152的锁存数据（保持的计数值）读出至数据传输线18。 

发明内容

如上所述，共用参考信号和共用自动调零信号AZ0被输入到沿行方向布置的每个比较器151。因此，沿行方向无变化的对象的图像被采集的情形下，例如具有相似值的像素信号被输入到多数个比较器151，并且如图3中所示，多数个比较器151的反转定时分散的宽度（反转定时的变化）变窄。也就是说，多数个比较器151的输出被同时反转。