[發(fā)明專利]數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路、固態(tài)成像器件以及成像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910168164.4
• 申請日: 2009-09-01
• 公開（公告）號: CN101667833A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設計）人: 鬼塚將次;菊地勝
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66;H04N5/335;H04N5/30
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 宋 鶴;南 霆

技術領域

本發(fā)明涉及生成斜坡信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路、固態(tài)成像器件以及成像 裝置。

背景技術

在很多電子設備中使用了將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)模(D/A) 轉(zhuǎn)換器裝置。

例如，在成像裝置中使用了MOS(金屬氧化物半導體)型和CMOS (互補金屬氧化物半導體)型或者檢測光的CCD(電荷耦合器件)型的半 導體器件。成像裝置是利用像素將光分布轉(zhuǎn)換并讀出為電信號的裝置。

此外，在CMOS型成像裝置之中存在放大型成像裝置，該放大型成像 裝置包括具有有源像素傳感器(APS)的像素，這些傳感器具有用于像素 信號生成部分中的放大的驅(qū)動晶體管，像素信號生成部分根據(jù)電荷生成部 分中生成的信號電荷來生成像素信號。

在成像裝置中，對其中布置了多個單元像素的像素單元執(zhí)行地址控 制，來自各個單元像素的信號被任意選擇，從而由各個單元像素輸出的像 素信號被讀出。

例如，在單位像素以矩陣形式排列的地址型成像器件中，這些像素包 括有源元件，這些有源元件具有用于它們自身的放大功能的MOS結(jié)構 (MOS晶體管)等。也就是說，作為光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管中積累的 信號電荷(光電子)被有源元件放大，并且輸出為像素信號。

從像素單元讀出的模擬像素信號一般被模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器裝置轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號并且輸出。

考慮到電路尺寸、處理速度、分辨率等，存在像素信號的各種A/D轉(zhuǎn) 換系統(tǒng)。例如，A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之一是如下的方法：將模擬像素信號與參考 信號作比較，對比較所必需的時間進行計數(shù)，并且基于比較處理完成時的 計數(shù)值將模擬像素信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。這樣的A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被稱為單斜 率(single-slope)積分型或斜坡(ramp)信號比較型。

作為使用A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的成像器件，例如，存在JP-A-2000-152082、 JP-A-2002-232291和JP-A-2007-59991中所公開的技術。

在A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，參考信號是單調(diào)改變的鋸齒信號(斜坡信號)， 并且D/A轉(zhuǎn)換器電路可用于生成斜坡信號。

發(fā)明內(nèi)容

在上述單斜率積分型A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，可以通過改變要被供應至比較 器電路的參考信號的梯度來對模擬像素信號進行增益調(diào)整，其中比較器電 路將模擬像素信號與參考信號作比較。

然而，即使如上所述地通過控制參考信號的梯度來進行增益調(diào)整，生 成參考信號開始電壓的D/A轉(zhuǎn)換器電路的電流源配置也是固定的，并且因 此在具有高增益時段的擴展P階段范圍的設計中，在低增益時段的P階段 范圍中導致了冗余。

也就是說，在低增益時段中，存在如下缺點：電流源的漏-源電壓由于 不必要增加的輸出幅度而未被充分確保，并且參考信號中斜坡波形的模擬 特性變得惡化。

因此，希望提供改善了參考信號中斜坡波形的模擬特性的D/A轉(zhuǎn)換器 電路、固態(tài)成像器件以及成像裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路包括第一數(shù)模轉(zhuǎn)換部 分以及第二數(shù)模轉(zhuǎn)換部分，該第一數(shù)模轉(zhuǎn)換部分響應于數(shù)字輸入信號的值 而獲得模擬輸出信號，該第二數(shù)模轉(zhuǎn)換部分響應于外部輸入的數(shù)字增益控 制輸入信號的值而生成控制信號，其中第一數(shù)模轉(zhuǎn)換部分基于用于控制第 二數(shù)模轉(zhuǎn)換部分的數(shù)字增益控制輸入信號，來調(diào)整模擬輸出信號的開始電 壓或結(jié)束電壓，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路還包括控制部分，所述控制部分基于 由所述第二數(shù)模轉(zhuǎn)換部分生成的所述控制信號，來確定所述第一數(shù)模轉(zhuǎn)換 部分的多個電流源中的選中的電流源，其中所述控制部分調(diào)整通過從所述 第一數(shù)模轉(zhuǎn)換部分的多個電流源中選擇用于使電流流動的電流源而生成的 所述模擬輸出信號的開始電壓或結(jié)束電壓。