[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

本申请要求2011年1月31日提交的日本专利申请NO.2011-018200的优先权，在此以援引的方式并入其内容。

在此以援引的方式并入本申请中随后引用或者表明的所有专利、专利申请、专利公开、科学论文等的全部内容，以更完整地说明本发明所属领域的现状。

作为与现有技术例相关的使用模数(AD)转换法的摄像装置，已知日本特开2006-340044(此后称为专利文献1)所公开的结构。首先，将说明专利文献1中公开的摄像装置的结构和动作。

图18是示出专利文献1中公开的使用AD转换法的(互补)金属氧化物半导体((C)MOS)摄像装置的示意结构的框图。摄像装置1001包括：摄像部1002、竖直选择部1012、读出电流源部1005、模拟部1006、列处理部1015、基准信号生成部1016、水平选择部1014、输出部1017、改变部1018和定时控制部1020。

定时控制部1020控制竖直选择部1012、读出电流源部1005、模拟部1006、列处理部1015、基准信号生成部1016、水平选择部1014和输出部1017等的部件。摄像部1002包括矩阵排列的具有光电转换元件的单位像素1003，生成与入射电磁波的幅值相应的像素信号，并且向每个列中设置的竖直信号线1013输出该像素信号。

当驱动摄像部1002的各个单位像素1103时，竖直选择部1012经由行控制线1011控制摄像部1002的行寻址或者行扫描。水平选择部1014控制列处理部1015的列AD转换部1030的列地址或者列扫描。读出电流源部1005是电流源，用于作为电压信号读出来自摄像部1002的像素信号。需要的话，模拟部1006执行放大等。

列处理部1015具有设置在摄像部1002的各个列中的改变部1018和列AD转换部1030。改变部1018被导通(激活)从而被短接到提供预定电压的电压源。列AD转换部1030将模拟信号，即从各个列中的摄像部1002的各个单位像素1003输出的像素信号转换为数字数据，从而输出该数字数据。基准信号生成部1016包括例如积分电路或者数模转换(DAC)电路，生成随着时间经过而倾斜状地变化的基准信号Ramp。

接着，将说明列AD转换部1030的结构。图19是示出包括列AD转换部1030的列处理部1015的结构的框图。列AD转换部1030全部具有相同的结构，并且各个列AD转换部1030被构建为具有比较部1031和测量部1032。

比较部1031是具有一般公知的差分放大器作为基本结构的比较电路。比较部1031比较从摄像部1002的单位像素1003输出的像素信号和基准信号Ramp，例如当基准信号Ramp大于像素信号时输出高(H)电平，例如当基准信号Ramp小于像素信号时输出低(L)电平。

测量部1032包括递增/递减计数电路，测量比较部1031从比较开始到比较结束的比较时间。因而，可得到与像素信号的大小相对应的比较时间的测量值。水平选择部1014包括移位寄存器、解码器等，并且控制列处理部1015中的各个列AD转换部1030的列地址或者列扫描。由此，AD转换后的数字数据通过水平信号线输出到输出部1017。

在构成比较部1031的差分放大器的两个输入端子的电压被复位(平衡)之后，比较部1031的比较动作开始。在摄像装置1001中设置改变部1018，以防止在复位动作之后，由于构成比较部1031的差分放大器的两个输入端子的电压残留的微小偏差，比较部1031的输出不反转或者在输入基准信号Ramp之后比较部1031的输出立即反转的缺陷。

接着，将说明AD转换动作。省略了单位像素1003的具体动作的说明，不过作为像素信号从单位像素1003输出复位电平和信号电平。

首先，当单位像素1003的复位电平的读出稳定时，进行构成比较部1031的差分放大器的两个输入端子的电压的复位(平衡)。随后，改变部1018对被提供了基准信号Ramp的输入端子施加预定电压。之后，比较部1031使用该预定电压作为比较开始的电压，将基准信号Ramp与像素信号进行比较。测量部1032以递减计数模式进行测量，比较结束时刻的测量值成为复位电平的数字数据。