[发明专利]基准电压电路和图像拍摄电路

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2007年8月3日向日本专利局提交的日本专利申请第2007-203533号的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及基准电压电路和图像拍摄电路，更具体地，涉及被配置为能够以低消耗电流生成低噪声的基准信号的基准电压电路和图像拍摄电路。

背景技术

在作为固态图像拍摄元件的CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器中，已经将CDS(相关双采样)电路用于处理图像信号。

例如，日本专利第3734717号或第3710361号公开了一种CMOS传感器，其中，使从像素中的光电二极管所接收的光信号穿过每个像素列所配置的模拟CDS电路，从而去除包括在图像信号中的噪声，此后，执行A/D(模/数)转换。

然而，当这样使用CDS电路时，每个像素列的CDS电路的不均匀性引起了产生具有条状的固定图案噪声的问题。此外，由于需要用于在CDS处理后保持信号值的电容性元件，所以存在电路面积增加的问题，并且由于通过移位寄存器使模拟信号以高速水平地被扫描，所以存在电路易受诸如切换噪声的影响的问题。

因此，在日本专利申请公开第JP-2005-328135号(专利文件3)中，例如，提出了平行列AD转换方式(下文，必要时，称作列AD方式)。

在列AD方式中，以每个像素列的形式配置AD转换器，共同读出所选列中每个像素的模拟信号至每个垂直信号线并直接进行A/D转换。因此，可以解决当使用上述CDS电路时所引起的问题，允许执行高精度的噪声去除。

此外，在列AD方式中，以每个水平图像行的形式执行平行处理，因此，没有必要在水平方向上通过高速频率驱动扫描，并且可以通过低速频率在垂直方向上驱动A/D转换。该方式还具有可以容易地分离在高频带中生成的噪声分量和信号分量。

在采用列AD方式的CMOS传感器中，在从像素提供到A/D转换器的像素信号中包括对应于预定基准电位的复位(reset)分量和对应于像素的接收光量的数据分量。A/D转换器被提供有作为当像素信号进行A/D转换时所参考的信号的斜坡(ramp)信号(斜坡电压)。斜坡信号是波形信号，其中，电压在对应于像素信号的复位分量的时间段内以特定斜率从预定初始电压开始下降以及电压在对应于像素信号的数据分量的时间段内以特定斜率从预定初始电压开始下降。

图1是示出用于生成将被提供给CMOS传感器的A/D转换器的斜坡信号的基准电压电路的框图。

在图1中，基准电压电路11包括恒流源阵列12、恒流源选择单元13、电阻14以及输出端15。

恒流源阵列12包括增益改变恒流源16、偏移(offset)改变恒流源17以及n个斜坡波形生成恒流源18₁～18_n。

增益改变恒流源16、偏移改变恒流源17以及斜坡波形生成恒流源18₁～18_n构成电流镜(CM)。偏移改变恒流源17的一端和斜坡波形生成恒流源18₁～18_n的一端连接至输出端15。偏移改变恒流源17的另一端接地，以及斜坡波形生成恒流源18₁～18_n的另一端连接至恒流源选择单元13。

输出端15经由电阻14连接至基准电压Vref。根据基准电压Vref，响应于从恒流源阵列12输出的电流改变来生成电压的斜坡信号，并从输出端15输出。

当改变由CMOS传感器拍摄的图像的增益时，向增益改变恒流源16提供来自控制电路(未示出)的控制信号，并响应于控制信号改变增益改变恒流源16的电流值，从而改变斜坡信号的斜率。

当偏移对应于像素信号的复位分量时间段的斜坡信号的初始电压和对应于像素信号的数据分量时间段的斜坡信号的初始电压时，向偏移改变恒流源17提供来自控制电路(未示出)的控制信号。响应于控制信号改变偏移改变恒流源17的电流值，并偏移斜坡信号的初始电压。

通过恒流源选择单元13选择斜坡波形生成恒流源18₁～18_n，并输出用于生成斜坡信号的斜率的电流。

恒流源选择单元13响应于来自控制电路(未示出)的时钟，从斜坡波形生成恒流源18₁～18_n中顺次选择电流应该流出的电流源。

在如上配置的基准电压电路11中，连接至电阻14的基准电压Vref被用作基准，并生成根据从恒流源阵列12输出的电流而改变的斜坡信号。