CN102006077B - 模拟数字转换器与固态成像设备 - Google Patents

Abstract

一种DA转换器，其包括：参考电流生成电路，其生成参考电流；多个电流源，其供应根据参考电流的电流；电压输出电路，其输出根据向其供应的电流的电压；被分别提供给所述电流源的开关电路，每个开关电路用于切换相应电流源到电压输出电路或预定负载的连接；控制部分，其基于输入数字信号来控制开关电路，以便选择电流源中要连接到电压输出电路的电流源，并且从电压输出电路输出根据数字信号的电压；以及开关，其基于来自控制部分的控制信号停止所述电流源中至少一个电流源的操作，而不停止参考电流生成电路的操作。

Description

模拟数字转换器与固态成像设备

技术领域

本发明涉及一种DA转换器与固态成像设备。更具体地，本发明涉及一种电流控制的DA转换器、以及配备有该DA转换器的固态成像设备。

背景技术

存在电流控制的DA(数字-模拟)转换器。该电流控制的DA转换器也被称为电流增加的DA转换器(参见例如JP-A-11-261420(专利文献1))。

图11A和图11B是电流控制的DA转换器的简单电路图。图11A示出了基于电源的DA转换器500，图11B示出了基于地的DA转换器600。DA转换器500和600内部分别具有可变电流源510和610。基于控制信号CNT控制可变电流源510和610，以便改变流过在输出部分处提供的电阻器R的电流。该配置允许将电压施加到电阻器R，由此在输出端子DACOUNT处生成期望的电压电平。

可变电流源510具有如图12A中所示的多个电流源部分520-1到520-n。在可变电流源510中，通过基于外部输入的控制信号CNT-1、...、CNT-n控制电流源部分520-1、...、520-n，来控制流过电阻器R的电流。可变电流源610具有如图12B中所示的多个电流源部分620-1到620-n。在可变电流源610中，通过基于外部输入的控制信号CNT-1、...、CNT-n控制电流源部分620-1、...、620-n，来控制流过电阻器R的电流。

将通过示例描述图12A中的可变电流源510的具体配置和操作。下文中，将电流源部分520-1、...、520-n中的任一个称为电流源部分520。此外，将控制信号CNT-1、...、CNT-n中的任一个称为控制信号CNT。

电流源部分520包括恒流源521、一对PMOS晶体管522和523、以及反相器电路524。PMOS晶体管522、523具有与恒流源521连接的源极。PMOS晶体管522具有与电源Vdd连接的漏极，PMOS晶体管523具有与输出端子DACOUNT连接的漏极。另外，反相器电路524被提供在PMOS晶体管522、523的栅极之间，以便响应于控制信号CNT执行相反的控制(contradictivecontrol)。

电流源部分520的该配置根据控制信号CNT的状态，将要导通的PMOS晶体管从一个PMOS晶体管切换到另一个PMOS晶体管。也就是说，当控制信号CNT具有L电平时，PMOS晶体管522导通，而PMOS晶体管523截止。此时，恒流源521没有连接到输出端子DACOUNT，使得输出端子DACOUNT处的电压不受影响。相反，当控制信号CNT具有H电平时，PMOS晶体管522截止，而PMOS晶体管523导通。此时，恒流源521连接到输出端子DACOUNT，使得根据恒流源521的电流值的电流流过电阻器R，由此降低输出端子DACOUNT的电压电平。

利用可变电流源510的上述配置，通过根据控制信号CNT-1、...、CNT-n控制电流源部分520-1、...、520-n，来控制流过电阻器R的电流。也就是说，通过增加控制信号CNT-1、...、CNT-n中被设置为H电平的那些控制信号CNT的数量，来降低输出端子DACOUNT的电压电平，并且通过减少被设置为L电平的那些控制信号CNT的数量，来提高输出端子DACOUNT的电压电平。

这样的DA转换器500、600可以被用于例如固态成像设备。在固态成像设备中，从DA转换器输出阶梯式(stepwise)改变的参考电压，并且将该阶梯式改变的参考电压与从像素阵列部分中每个像素读取的模拟信号进行比较。根据比较时间检测从像素阵列部分中每个像素读取的模拟信号的电压值，并将其输出为数字值(参见例如JP-A-2005-323331(专利文献2))。

发明内容

在电流控制的DA转换器500、600中，通过改变控制信号CNT来改变流过输出端子DACOUNT的电流。

当从电流源部分520、620看时，该改变仅仅在于电流的目的地是参考电势(电源Vdd、地GND)或电阻器R。因此，电流源部分520、620保持供应恒定电流。

当将这样的电流控制的DA转换器用于上述固态成像设备时，例如，即使存在不需要DA转换的时段，也保持恒定电流流动。这导致不必要的电力消耗。

因此，希望提供一种在不需要DA转换的时段中降低电力消耗的DA转换器。

根据本发明实施例，提供了一种DA转换器，其包括：参考电流生成电路，其生成参考电流；多个电流源，其供应根据参考电流的电流；电压输出电路，其输出根据向其供应的电流的电压；分别提供给所述电流源的多个开关电路，每个开关电路用于切换每个电流源到电压输出电路或预定负载的连接；控制部分，其基于输入数字信号来控制多个开关电路，以便选择多个电流源中要连接到电压输出电路的电流源，并且从电压输出电路输出根据数字信号的电压；以及开关，其基于来自控制部分的控制信号停止所述多个电流源中至少一个电流源的操作，而不停止参考电流生成电路的操作。

在DA转换器中，所述多个电流源可以包括：第一电流源，其具有根据参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且所述开关停止第一电流源的操作。

在DA转换器中，所述多个电流源可以包括：第一电流源，其具有根据参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且与每个第二电流源相关联地提供所述开关，以便基于来自控制部分的控制信号集中地或单独地停止第二电流源的操作。

在DA转换器中，所述多个电流源可以包括：第一电流源，其具有根据参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且在所述第一电流源与所述多个第二电流源之间提供所述开关，以便基于来自控制部分的控制信号集中地停止第二电流源的操作。

前述的DA转换器可以被配置为包括：偏移调节电流源，其将正电流或负电流供应到电压输出电路以便校正偏移电平；以及开关，其基于来自控制部分的控制信号停止偏移调节电流源的操作。

根据本发明的另一实施例，提供一种固态成像设备，其包括：以矩阵形式布置的多个像素，其用于将输入光量转换为电信号；行扫描电路，其选择性地逐行控制所述多个像素；DA转换器，其根据输入数字信号生成参考电压；以及多个AD转换器，其将从像素获取的模拟信号与由DA转换器生成的参考电压进行比较，以便将模拟信号转换为数字信号。其中，DA转换器包括：参考电流生成电路，其生成参考电流；多个电流源，其供应根据参考电流的电流；电压输出电路，其输出根据向其供应的电流的电压；被分别提供给所述电流源的多个开关电路，每个开关电路用于切换相应电流源到电压输出电路或预定负载的连接；控制部分，其基于输入数字信号来控制多个开关电路，以便选择多个电流源中要连接到电压输出电路的电流源，并且从电压输出电路输出根据数字信号的电压；以及开关，其基于来自控制部分的控制信号停止所述多个电流源中至少一个电流源的操作，而不停止参考电流生成电路的操作。

在固态成像设备中，控制部分可以控制开关以便在每行的水平消隐时段中停止电流源的操作，在水平消隐时段中，在行扫描电路的操作中不选择像素。

在固态成像设备中，控制部分可以控制开关以便在每帧的垂直消隐时段中停止电流源的操作，在垂直消隐时段中，在行扫描电路的操作中不输出数字信号。

在固态成像设备中，所述多个电流源可以包括：第一电流源，其具有根据参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且所述开关停止第一电流源的操作。

在固态成像设备中，所述多个电流源可以包括：第一电流源，其具有根据参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且与每个第二电流源相关联地提供所述开关，以便基于来自控制部分的控制信号集中地或单独地停止第二电流源的操作。

在固态成像设备中，所述多个电流源可以包括：第一电流源，其具有根据参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且在所述第一电流源与所述多个第二电流源之间提供所述开关，以便基于来自控制部分的控制信号集中地停止第二电流源的操作。

固态成像设备可以被配置为包括：偏移调节电流源，其将正电流或负电流供应到电压输出电路以便校正偏移电平；以及开关，其基于来自控制部分的控制信号停止偏移调节电流源的操作。

根据本发明实施例，提供了在不需要DA转换的时段中降低电力消耗的DA转换器、以及配备有该DA转换器的固态成像设备。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的DA转换器的配置的图；

图2A和图2B是示出使电流源失能的开关的不同示例的图；

图3A和3B是示出使电流源失能的开关的其它示例的图；

图4A和4B是示出电流源的不同示例的图；

图5是示出根据本发明实施例的DA转换器的另一配置的图；

图6是示出根据本发明实施例的固态成像设备的配置的图；

图7是AD转换时段的说明图；

图8是其中停止电流源的操作的时段的说明图；

图9是其中停止电流源的操作的时段的说明图；

图10是AD转换时段的说明图；

图11A和图11B是根据现有技术的电流控制的DA转换器的简单电路图；以及

图12A和图12B是电流控制的DA转换器的配置图。

具体实施方式

根据本发明的一个实施例的DA转换器以及在根据本发明的一个实施例的固态成像设备中的DA转换器，每个都具有：多个电流源，其根据参考电流供应电流；以及电压输出电路，其输出根据从那些电流源向其供应的电流的电压。

DA转换器还具有：被分别提供给相应电流源的多个开关电路，以便在电压输出电路或预定负载之间切换相应电流源的连接；以及控制部分，其基于输入数字信号来控制所述开关电路。

控制部分选择多个电流源中要连接到电压输出电路的电流源，并且使得电压输出电路输出根据所述数字信号的电压。

DA转换器还包括开关，其基于来自控制部分的控制信号停止所述多个电流源中至少一个电流源的操作。

利用该配置，可以在不需要DA转换的时段中停止所述多个电流源中至少一个电流源的操作，由此使得可以降低电力消耗。具体地，如果在不需要DA转换的时段中使所述多个电流源全部失能，则可以改进降低电力消耗的效率。

根据该实施例的DA转换器具有生成参考电流的参考电流生成电路，并且控制电流源的操作，而不停止参考电流生成电路中参考电流的生成。即使不需要DA转换的时段很短，该配置也可以停止每个电流源的操作。也就是说，在用于根据参考电压生成参考电流的、具有反馈环路的参考电流生成电路被用作前述参考电流生成电路的情况下，当停止参考电流生成电路的操作时，此后需要耗费时间才能恢复其操作。然而，通过控制电流源的操作而不停止参考电流生成电路中参考电流的生成，可以迅速地恢复电流源的操作。

下面将参考附图描述本发明的优选实施例。将以下面的顺序来给出描述。

1.第一实施例(DA转换器)

2.第二实施例(具有DA转换器的固态成像设备)

[1.第一实施例]

首先，将具体地参照图1描述根据第一实施例的DA转换器。

(DA转换器的一般配置)

如图1中所示，根据第一实施例的DA转换器1具有参考电流生成电路10、电流传输电路部分20、电流源部分30、电压输出电路40、以及控制部分50。

参考电流生成电路10根据输入参考电压Vr生成参考电流Ir。与参考电流生成电路10生成的参考电流Ir相对应的电流经由电流传输电路部分20传输到电流源部分30。电流源部分30具有多个电流源，通过控制部分50从所述多个电流源中选择要连接到电压输出电路40的电流源。电压输出电路40包括电阻器R，根据所连接的电流源的电流流过该电阻器。电压输出电路40从输出端子DACOUNT输出在电阻器R上产生的电压。

n比特数字信号被输入到控制部分50。将基于4比特数字信号被输入到控制部分50的假设来给出以下描述。控制部分50选择要连接到电压输出电路40的电流源，使得从输出端子DACOUNT输出与输入数字信号相对应的电压。

电流源部分30具有八个带有相同电路配置的第一电流源部分31a到31h、用于切换增益的第二电流源部分32、以及用于偏移调节的第三电流源部分33。那些电流源部分都由控制部分50控制。电流源部分30还具有在电流传输电路部分20和第二电流源部分32之间提供的第二电流传输部分34、以及在第二电流源部分32和第一电流源部分31a到31h之间提供的第三电流传输部分35。下文中，只要合适，第一电流源部分31a到31h之一或每一个将被称为“第一电流源部分31”。

根据该实施例的DA转换器1中的第一电流源部分31a到31h以及第三电流源部分33分别具有电流源51a到51h以及53。第一电流源部分31a到31h以及第三电流源部分33还分别具有开关电路61a到61h以及63，以便切换电流源51a到51h以及53到电压输出电路40或预定负载的连接。电流源51a、...、51h具有彼此级联连接的PMOS晶体管T31a、...、T31h以及PMOS晶体管T32a、...、T32h。电流源53具有彼此级联连接的PMOS晶体管T71和T72。开关电路61a、...、61h具有其漏极连接到地GND的PMOS晶体管T33a、...、T33h、以及其漏极连接到电压输出电路40的PMOS晶体管T34a、...、T34h。开关电路63具有其漏极连接到地GND的PMOS晶体管T73、以及其漏极连接到电压输出电路40的PMOS晶体管T74。下文中，只要合适，电流源51a到51h之一或每一个将被称为“电流源51”。此外，只要合适，开关电路61a到61h之一或每一个将被称为“开关电路61”。

第二电流源部分32具有电流源52、以及开关电路62，该开关电路62在两个电平(第一电流值和第二电流值)中切换第一电流源部分31a到31h的电流源51a到51h的每一个的电流值。电流源52具有彼此级联连接的NMOS晶体管T41和T42。开关电路62具有其漏极连接到电源Vdd的NMOS晶体管T44、以及其漏极经由PMOS晶体管T45连接到电源的NMOS晶体管T43。在开关电路62中，当NMOS晶体管T44截止时，电流源51的电流值变为第一电流值，以及当NMOS晶体管T44导通时，电流源51的电流值变为第二电流值。

第二电流传输部分34允许电流源52提供与参考电流Ir成比例的电流值。电流传输电路部分20允许电流源53提供与参考电流Ir成比例的电流值。电流源51a、…、51h提供具有与第三电流传输部分35和开关电路62的状态相对应的、并且与参考电流Ir成比例的电流值的电流。

在控制部分50的控制下，第二电流源部分32使得开关电路62在两个电平(第一电流值和第二电流值)中切换第一电流源部分31中电流源的电流值。当输入数字信号的值等于或小于7时，控制部分50允许第二电流源部分32将电流值切换到第一电流值。当输入数字信号的值等于或大于8时，控制部分50允许第二电流源部分32将电流值切换到第二电流值。在控制部分50将L-电平信号输出到增益控制线G上时，电流值被切换到第一电流值。在控制部分50将H-电平信号输出到增益控制线G上时，电流值被切换到第二电流值。

当第一电流源部分31的电流值被设置为第一电流值时，控制部分50根据输入数字信号的值来控制开关电路61a、...、61h。结果，控制第一电流源部分31a、...、31h，使得从输出端子DACOUNT输出与作为数字信号的值的0到7中的任一个相对应的电压。同样，当第一电流源部分31的电流值被设置为第二电流值时，控制部分50根据输入数字信号的值来控制开关电路61a、...、61h。结果，控制第一电流源部分31a、...、31h，使得从输出端子DACOUNT输出与作为数字信号的值的8到15中的任一个相对应的电压。应注意，当控制部分50控制分别连接到第一电流源部分31a、...、31h的控制线Ba、...、Bh时，要从输出端子DACOUNT输出的电压发生改变。也就是说，其电流值是连接到从控制部分50向其上输出H-电平控制信号的控制线Ba到Bh的第一电流源部分31的电流值之和的电流流过电压输出电路40的电阻器R。

第三电流源部分33通过控制第一电流源部分31a、...、31h，来控制在输出端子DACOUNT处产生的输出电压的偏移电平。控制部分50控制第三电流源部分33以将正电流或负电流供应到电压输出电路40，以便校正输出电压的偏移电平。

(用于使电流源失能的控制)

在根据实施例的DA转换器1中，即使开关电路61a、...、61h、63不将电流源51a、...、51h、53的连接设置到电压输出电路40，电流源51a、...、51h、53也连接到预定负载(PMOS晶体管T33a、...、T33h、T73)，从而消耗电力。同样，电力消耗也在第二电流源部分32中出现。

然而，在DA转换器1被安装在包括不需要DA转换的时段的装置中的情况下，如果在不需要DA转换的时段中在第一电流源部分31、第二电流源部分32以及第三电流源部分33中流过恒定电流，则不必要地消耗电力。

在这点上，根据该实施例的DA转换器1被配置为能够在这样的时段中停止第一电流源部分31a到31h、第二电流源部分32以及第三电流源部分33的操作，以便降低电力消耗。

失能控制线S1a到S1h分别连接到第一电流源部分31a到31h。控制部分50从第一电流源部分31a到31h中选择要失能的第一电流源部分31，并且将L-电平信号输出到连接到所选择的第一电流源部分31的失能控制线S1上。结果，停止所选择的第一电流源部分31的操作。

每个第一电流源部分31具有晶体管T51a、...、T51h，其栅极连接到失能控制线S1a、...、S1h以便停止相应的电流源51a、...、51h的操作。下文中，只要合适，晶体管T51a到T51h之一或每一个将被称为“晶体管T51”。

每个晶体管T51被提供在电流源51和开关电路61之间。晶体管T51通过失能控制线S1受控制部分50的控制，以便在将电流从电流源51供应到开关电路61以及阻止将电流从电流源51供应到开关电路61之间进行切换。也就是说，晶体管T51充当用于停止电流源51的操作的开关。当控制部分50控制要输出到失能控制线S1a到S1h的控制信号时，可以集中地或单独地停止电流源51a到51h的操作。

同样，失能控制线S2连接到第二电流源部分32，当控制部分50将H-电平信号输出到失能控制线S2时，停止第二电流源部分32的操作。

第二电流源部分32具有其栅极连接到失能控制线S2的晶体管T52，以便停止电流源52的操作。晶体管T52被提供在电流源52和开关电路62之间。晶体管T52通过失能控制线S2受控制部分50的控制，以便在将电流从开关电路62供应到电流源52以及阻止将电流从开关电路62供应到电流源52之间进行切换。也就是说，晶体管T52充当用于停止电流源52的操作的开关。控制部分50通过控制要输出到失能控制线S2上的控制信号，可以停止电流源52的操作。当停止电流源52的操作时，也停止电流源51a到51h的操作。显然，控制部分50通过控制失能控制线S2，可以集中地停止第一电流源部分31a到31h以及第二电流源部分32的操作。

同样，失能控制线S3连接到第三电流源部分33，当控制部分50将L-电平信号输出到失能控制线S3时，停止第三电流源部分33的操作。

第三电流源部分33具有其栅极连接到失能控制线S3的晶体管T53，以便停止电流源53的操作。晶体管T53被提供在电流源53和开关电路63之间。晶体管T53通过失能控制线S3受控制部分50的控制，以便在将电流从电流源53供应到开关电路63以及阻止将电流从电流源53供应到开关电路63之间进行切换。也就是说，晶体管T53充当用于停止电流源53的操作的开关。控制部分50通过控制要输出到失能控制线S3上的控制信号，可以停止电流源53的操作。

即使控制部分50停止第一电流源部分31、第二电流源部分32以及第三电流源部分33的操作时，参考电流生成电路10也保持生成参考电流Ir。该配置可以允许：即使在电流源部分31、32、33的操作停止时段较短，电流源部分31、32、33也迅速恢复其操作。

参考电流生成电路10具有通过经由NMOS晶体管T10的栅极和源极、将输出端子与运算放大器OP10的反向输入端子(-)连接在一起而形成的反馈环路。将参考电压Vr输入到运算放大器OP10的非反向输入端子(+)，使得运算放大器OP10以如下方式控制要从输出端子DACOUNT输出的电压，即，在电阻器R上产生的电压变为参考电压Vr。相应地，参考电流生成电路10根据参考电压Vr生成参考电流Ir(≈Vr/R11)。电阻器R10和电容器C10是滤波器，用于降低要输入到运算放大器OP10的非反向输入端子(+)的参考电压Vr中的噪声。

参考电流生成电路10具有以上述方式形成的反馈环路。因此，如果要输入到参考电流生成电路10的电压被设置为0V以停止从参考电流生成电路10生成参考电流Ir，然后被设置为参考电压Vr，则例如由于反馈控制，需要耗费时间才能生成期望参考电流Ir。

在该点上，如上所述，根据该实施例的DA转换器1被配置为：即使在停止电流源部分31、32、33的操作时，也保持操作参考电流生成电路10。

(其它电路配置)

提供电流传输电路部分20以抑制第三电流源部分33的停止操作对参考电流Ir的影响。

电流传输电路部分20具有一对电流镜式连接的PMOS晶体管T21和T22、以及一对电流镜式连接的NMOS晶体管T23和T24。电流传输电路部分20还具有级联连接的PMOS晶体管T25和T26。PMOS晶体管T22的漏极连接到NMOS晶体管T23的漏极。NMOS晶体管T24的漏极连接到PMOS晶体管T26的漏极。PMOS晶体管T26经由电流传输电路部分20的多个电流镜电路而电流镜式连接到第三电流源部分33的PMOS晶体管T72。PMOS晶体管T21电流镜式连接到PMOS晶体管T71。相应地，级联连接的PMOS晶体管T71和T72充当为具有与参考电流Ir相对应的电流值的电流源53。

提供第二电流传输部分34以抑制第二电流源部分32的停止操作对参考电流Ir的影响。

第二电流传输部分34具有由电流镜式连接到PMOS晶体管T21的PMOS晶体管T81、与电流镜式连接到PMOS晶体管T26的PMOS晶体管T82的级联连接配置的电流源。第二电流传输部分34还具有级联连接的NMOS晶体管T83和T84。NMOS晶体管T83和T84分别电流镜式连接到第二电流源部分32中级联连接的NMOS晶体管T41和T42。相应地，级联连接的NMOS晶体管T41和T42充当为具有与参考电流Ir相对应的电流值的电流源52。

提供第三电流传输部分35以抑制第一电流源部分31的停止操作对第二电流源部分32的影响。

第三电流传输部分35具有电流镜式连接到PMOS晶体管T44的PMOS晶体管T91、以及一对级联连接的NMOS晶体管T92和T93。第三电流传输部分35还具有级联连接的PMOS晶体管T94和T95。PMOS晶体管T91的漏极连接到NMOS晶体管T92的漏极。NMOS晶体管T93的漏极连接到PMOS晶体管T95的漏极。PMOS晶体管T95经由第三电流传输部分35的多个电流镜电路而电流镜式连接到第一电流源部分31a到31h的PMOS晶体管T32a到T32h。第二电流源部分32的PMOS晶体管T45电流镜式连接到第一电流源部分31a到31h的PMOS晶体管T31a到T31h。相应地，级联连接的PMOS晶体管T31a到T31h、T32a到T32h充当为具有与第一电流值或第二电流值相对应的电流值的电流源。

尽管上述DA转换器1被配置为利用在电流源51、53和开关电路61、63之间提供的NMOS晶体管T51、T53作为用于使电流源部分31、33失能的开关，但是可以通过其它方式使电流源部分31、33失能。

如图2A中所示，例如，可以提供PMOS晶体管T54a到T54h、以及T55来将分别构成电流源51和53的PMOS晶体管T32a到T32h、以及T72的栅极连接到电源Vdd。在此情况下，PMOS晶体管T54a到T54h、以及T55充当为用于使电流源51和53失能的开关。

如图3A中所示，可以提供NAND电路70a到70h、以及71来同时停止分别构成开关电路61和63的两个PMOS晶体管(T33a、...、T33h、T73，以及T34a、...、T34h、T74)两者的操作。在此情况下，分别构成开关电路61和63的两个PMOS晶体管(T33a、...、T33h、T73，以及T34a、...、T34h、T74)充当为用于使电流源51和53失能的开关。

尽管上述DA转换器1被配置为利用在电流源52和开关电路62之间提供的PMOS晶体管T52作为用于使第二电流源部分32失能的开关，但是可以通过其它方式使第二电流源部分32失能。

如图2B中所示，例如，可以提供NMOS晶体管T56以将构成电流源52的NMOS晶体管T71的栅极连接到地GND。在此情况下，NMOS晶体管T56充当为用于使电流源52失能的开关。

如图3B中所示，可以提供NOR电路72来同时停止构成开关电路62的两个NMOS晶体管T43和T44两者的操作。在此情况下，构成开关电路62的两个NMOS晶体管T43和T44充当为用于使电流源52失能的开关。

尽管已经在电流源部分31、33的电流源51、53是如图4A中所示的基于地型的电流源的情况下给出了DA转换器1的以上描述，但是同样可以使用如图4B中所示的基于电源的电流源。尽管已经将电流源部分32的电流源52描述为如图4B中所示的基于电源的电流源，但是同样可以使用如图4A中所示的基于地型的电流源。

此外，在以上DA转换器1中的每个电流源部分31、32、33中提供用于使电流源51、52、53失能的开关，但这不是限制性的。如在如图5所示的DA转换器1’中，例如，可以通过停止第二电流传输部分34’或第三电流传输部分35’的操作来使电流源部分31’、32’、33’的电流源51、52、53失能。

在此情况下，可以提供PMOS晶体管T27来将构成第二电流传输部分34’中的电流源的PMOS晶体管T82的栅极连接到电源Vdd。在此情况下，PMOS晶体管T27充当为用于集中地使电流源51到53失能的开关。

在此情况下，可以提供PMOS晶体管T28来将构成第三电流传输部分35’中的电流源的PMOS晶体管T95的栅极连接到电源Vdd。在此情况下，PMOS晶体管T28充当为用于集中地使电流源51a到51h失能的开关。

此外，在以上DA转换器1中在电流源部分31、32、33内提供用于停止电流源部分31、32、33的操作的开关，但这不是限制性的。例如，可以不提供用于使第一电流源部分31失能的开关，并且可以仅由用于停止第二电流源部分32的操作的开关来使第一电流源部分31和第二电流源部分32同时失能。

[2.第二实施例]

接下来，将具体地参考图6来描述根据第二实施例的固态成像设备。该固态成像设备是适用根据第一实施例的DA转换器的CMOS图像传感器。

如图6中所示，固态成像设备100具有作为成像部分的像素阵列部分101、行扫描电路102、列扫描电路103、控制电路104、ADC组105、DA转换器106、水平输出线107、以及输出放大器108。DA转换器106具有与根据第一实施例的DA转换器相同的配置。

像素阵列部分101具有二维阵列的单元像素110，每个单元像素110将输入光量转换为电信号。单元像素110配备有用于执行光电转换的光电二极管、用于读取光电二极管所生成的信号电荷的传输晶体管、以及用于将所读取的信号电荷转换为像素信号的放大晶体管。

行扫描电路102选择性地控制每行H0、H1等的多个单元像素110。也就是说，行扫描电路102控制各个单元像素110的传输晶体管，从而将单元像素110所生成的像素信号从为相应列提供的列线Vx(V0、V1、...)输出到ADC组105。

ADC组105具有与像素阵列部分101的相应列相关联地提供的AD转换器，并且每个AD转换器具有比较器111和UD计数器112。比较器111将从DA转换器106输出的参考电压Vref与像素信号进行比较，并且将比较结果输出给UD计数器112。在控制电路104和列扫描电路103的控制下，UD计数器112对来自比较器111的输出进行计数，并且经由水平输出线107将计数值作为数字信号输出给输出放大器108。DA转换器106输出与从控制电路104输入的数字信号相对应的电压作为参考电压Vref。

下面将描述固态成像设备100的操作。

在从任意行Hx(H0、H1、...)的单元像素110到列线Vx的第一信号读取稳定之后，固态成像设备100将通过随着时间改变参考电压Vref而获得的阶梯状波形RAMP从DA转换器106输入到比较器111。结果，将列线Vx的电压与具有波形RAMP的参考电压Vref进行比较。

在操作序列上，在开始输入具有阶梯状波形RAMP的参考电压Vref的同时，UD计数器112开始第一计数。此时，UD计数器112执行向下计数。当具有波形RAMP的参考电压Vref变得等于列线Vx的电压时，比较器111的输出逆转，并且同时，将与比较时段相对应的计数值存储在UD计数器112中提供的存储器中。

在第一信号读取时，读出单元像素110的重置分量ΔVreset。重置分量ΔVreset包含作为偏移的从一个单元像素110到另一单元像素110变化的噪声。由于重置电平对于所有像素是共同的，并且ΔVreset的变化通常被认为较小，因此通过在ΔVreset的第一读取时调节具有波形RAMP的参考电压Vref，可以使比较时段更短。

接下来，在第二信号读取中，读出除了ΔVreset的、根据每个单元像素110的输入光量的信号分量，并且执行与第一信号读取中的操作类似的操作。也就是说，在从任意行Hx的单元像素110到列线Vx的第二信号读取稳定后，将DA转换器106通过随时间改变参考电压Vref而获得的阶梯状波形RAMP输入到比较器111，以便与其中的列线Vx的电压进行比较。在开始输入具有阶梯状波形RAMP的参考电压Vref的同时，UD计数器112开始第二计数。

此时，UD计数器112执行向上计数。当具有波形RAMP的参考电压Vref变得等于任意比较器111中列线Vx的电压时，比较器111的输出逆转，同时，将与比较时段相对应的计数值存储在UD计数器112中提供的存储器中。

在操作序列上，在第一计数和第二计数中，在存储器中的相同定位处保存计数，并且在第二计数后的输出值表示无噪声分量的纯信号量。

在以上AD转换之后，列扫描电路103经由水平输出线107将在存储器中保存的n比特数字信号向外输出。此后，逐行地重复类似操作，以生成二维图像。

逐线地从像素阵列部分101输出像素信号。然后，每当逐线地从像素阵列部分101输出像素信号时，存在如图7中所示的不输出像素信号的时段。该时段通常被称为“水平消隐时段”。

因此，在水平消隐时段中，不需要从DA转换器106输出参考电压Vref。然而，仅如上所述地切换开关电路61、62、63的连接(参见图1)造成电流源51、52、53保持操作，从而保持消耗电力。

为了应对该情况，因此，配置根据该实施例的固态成像设备100以在水平消隐时段中停止DA转换器106中电流源51、52、53的操作，如图9中所示。具体地，控制电路104控制DA转换器106以停止电流源51、52、53的操作。应注意，可以将控制电路104配置为不使DA转换器106的电流源52失能。该修改可以加快在释放电流源51的操作停止时的操作的启动。

在从像素阵列部分101中输出了一帧像素信号之后，存在如图10中所示的不输出像素信号的时段。该时段通常被称为“垂直消隐时段”。

因此，在垂直消隐时段中，不需要从DA转换器106输出参考电压Vref。

因此，在该点上，根据该实施例的固态成像设备100被配置为在垂直消隐时段中停止DA转换器106中电流源51、52、53的操作。具体地，控制电路104控制DA转换器106以停止电流源51、52、53的操作。应注意，可以将控制电路104配置为不使DA转换器106的电流源52失能。该修改可以加快在释放电流源51的操作停止时的操作的启动。

由于根据该实施例的固态成像设备100在不需要AD转换的时段中停止DA转换器106中电流源51、52、53的操作，因此可以降低电力消耗。

本申请包含与2009年8月28日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2009-198869中公开的主题相关的主题，通过引用将其全部内容并入于此。

本领域技术人员应理解，取决于设计需要以及其它因素可能出现各种修改、组合、子组合以及变更，只要它们在所附权利要求或其等效物的范围之内即可。

Claims (12)

1.一种数字-模拟DA转换器，包括：

参考电流生成电路，其生成参考电流；

多个电流源，其供应基于参考电流的电流；

电压输出电路，其输出基于向其供应的电流的电压；

分别提供给所述电流源的多个开关电路，每个开关电路用于切换每个电流源到电压输出电路或预定负载的连接；

控制部分，其基于输入数字信号来控制多个开关电路，以便选择多个电流源中要连接到电压输出电路的电流源，并且从电压输出电路输出基于数字信号的电压；以及

开关，其基于来自控制部分的控制信号停止所述多个电流源中多于一个电流源的操作，而不停止参考电流生成电路的操作。

2.如权利要求1所述的DA转换器，其中所述多个电流源包括：多个第一电流源，其具有基于参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且

所述开关停止第一电流源的操作。

3.如权利要求1所述的DA转换器，其中所述多个电流源包括：第一电流源，其具有基于参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且

与每个第二电流源相关联地提供所述开关，以便基于来自控制部分的控制信号集中地或单独地停止第二电流源的操作。

4.如权利要求1所述的DA转换器，其中所述多个电流源包括：第一电流源，其具有基于参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且

在所述第一电流源与所述多个第二电流源之间提供所述开关，以便基于来自控制部分的控制信号集中地停止第二电流源的操作。

5.如权利要求1至4任一项所述的DA转换器，还包括：

偏移调节电流源，其将正电流或负电流供应到电压输出电路以便校正偏移电平；以及

另一开关，其基于来自控制部分的控制信号停止偏移调节电流源的操作。

6.一种固态成像设备，包括：

以矩阵形式布置的多个像素，其用于将输入光量转换为电信号；

行扫描电路，其选择性地逐行控制所述多个像素；

数字-模拟DA转换器，其基于输入数字信号生成参考电压；以及

多个模拟-数字AD转换器，其将从像素获取的模拟信号与由DA转换器生成的参考电压进行比较，以便将模拟信号转换为数字信号，

DA转换器包括：

参考电流生成电路，其生成参考电流；

多个电流源，其供应基于参考电流的电流；

电压输出电路，其输出基于向其供应的电流的电压；

分别提供给所述电流源的多个开关电路，每个开关电路用于切换相应电流源到电压输出电路或预定负载的连接；

控制部分，其基于输入数字信号来控制多个开关电路，以便选择多个电流源中要连接到电压输出电路的电流源，并且从电压输出电路输出基于数字信号的电压；以及

开关，其基于来自控制部分的控制信号停止所述多个电流源中多于一个电流源的操作，而不停止参考电流生成电路的操作。

7.如权利要求6所述的固态成像设备，其中控制部分控制开关以便在每行的水平消隐时段中停止电流源的操作，在水平消隐时段中，在行扫描电路的操作中不选择像素。

8.如权利要求6或7所述的固态成像设备，其中控制部分控制开关以便在每帧的垂直消隐时段中停止电流源的操作，在垂直消隐时段中，在行扫描电路的操作中不输出数字信号。

9.如权利要求6或7所述的固态成像设备，其中所述多个电流源包括：多个第一电流源，其具有基于参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且

所述开关停止第一电流源的操作。

10.如权利要求6或7所述的固态成像设备，其中所述多个电流源包括：第一电流源，其具有基于参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且

与每个第二电流源相关联地提供所述开关，以便基于来自控制部分的控制信号集中地或单独地停止第二电流源的操作。

11.如权利要求6或7所述的固态成像设备，其中所述多个电流源包括：第一电流源，其具有基于参考电流的电流值；以及多个第二电流源，其具有与第一电流源的电流值成比例的电流值，并且

在所述第一电流源与所述多个第二电流源之间提供所述开关，以便基于来自控制部分的控制信号集中地停止第二电流源的操作。

12.如权利要求6或7所述的固态成像设备，还包括：

偏移调节电流源，其将正电流或负电流供应到电压输出电路以便校正偏移电平；以及

另一开关，其基于来自控制部分的控制信号停止偏移调节电流源的操作。