CN103036533A - 斜坡信号输出电路、模数转换电路、成像设备及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种斜坡信号输出电路、模数转换电路、成像设备及驱动方法。一种被配置为输出具有根据时间改变的电势的斜坡信号的电路包含被配置为供给具有不同的振幅的多个电压的电压供给单元、电流供给单元、被配置为输出斜坡信号的积分电路、以及电容元件。电压供给单元与电容元件的一个端子连接。积分电路和电流供给单元与电容元件的另一端子连接。

Description

斜坡信号输出电路、模数转换电路、成像设备及驱动方法

技术领域

实施例的一个公开的方面涉及斜坡信号输出电路、模拟-数字转换电路和包括模拟-数字转换电路的成像设备。

背景技术

常规上，已知存在将模拟信号转换成数字信号的模拟-数字转换电路（以下，称为“ADC（模拟-数字转换器）”）。以下，将使用术语“AD转换”来表示用于将模拟信号转换成数字信号的操作。这种ADC的一个已知的例子是包括被配置为通过比较模拟信号与具有根据时间改变的电势的斜坡信号输出比较结果信号的比较器、被配置为通过对时钟脉冲信号进行计数来输出计数信号的计数器、以及对其输入比较结果信号和计数信号的存储器的ADC。在这种类型的ADC中，存储器根据比较结果信号保持作为数字信号的计数信号，由此将模拟信号转换成数字信号。

日本专利申请公开No.2008-187420讨论了用于在根据时间改变斜坡信号的电势的同时执行AD转换的技术。图14示出在日本专利申请公开No.2008-187420中讨论的被配置为产生斜坡信号的斜坡信号输出电路的配置。作为本申请的附图的图14与日本专利申请公开No.2008-187420的图19对应，但是，示出的部件在图14中被重新标注。在日本专利申请公开No.2008-187420中讨论的斜坡信号输出电路将积分电容51充电和放电，由此使斜坡信号的电势从自动零水平的电势偏移到开始根据时间改变的预先确定的电势。

在日本专利申请公开No.2008-187420中所讨论的ADC中，向设置在积分放大器50的输入端子和输出端子之间的积分电容51施加电流，以将积分电容51充电和放电以使斜坡信号的电势偏移到开始根据时间改变的预先确定的电势。因此，该ADC需要一些时间来将积分电容51充电和放电以使斜坡信号的电势从某电势偏移到开始根据时间改变的预先确定的电势。

发明内容

根据实施例的一个方面，提供一种被配置为输出具有根据时间改变的电势的斜坡信号的斜坡信号输出电路，所述斜坡信号输出电路包含被配置为供给具有不同的振幅的多个电压的电压供给单元、电流供给单元、被配置为输出斜坡信号的积分电路、以及电容元件。电压供给单元与电容元件的一个端子电连接。积分电路和电流供给单元与电容元件的另一端子电连接。

根据实施例的另一方面，提供一种用于斜坡信号输出电路的驱动方法，所述斜坡信号输出电路被配置为输出具有根据时间改变的电势的斜坡信号并包含电流供给单元、积分电路和电容元件，所述方法包括：通过电容元件向积分电路供给电压；通过改变经由电容元件供给到积分电路的电压值，使从积分电路输出的信号的电势从第一电势偏移到与第一电势不同的电势；向积分电路和电容元件供给来自电流供给单元的电流；以及，从积分电路输出具有从所述与第一电势不同的电势改变的电势的斜坡信号。

根据示例性实施例，能够减少使斜坡信号的电势偏移到开始根据时间改变的预先确定的电势所需要的时间。

从参照附图对示例性实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。

附图说明

包含于说明书中并构成其一部分的附图示出实施例的示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是示出成像设备的例子的框图。

图2是示出像素的例子的等价电路图。

图3A是示出比较单元的例子的等价电路图。

图3B是示出比较单元的例子的等价电路图。

图4A是示出斜坡信号输出电路的例子的框图。

图4B是示出斜坡信号输出电路的例子的等价电路图。

图4C是示出斜坡信号输出电路的例子的框图。

图5是示出成像设备的操作的例子的操作定时图。

图6是示出成像设备的另一配置的框图。

图7A是示出斜坡信号输出电路的例子的等价电路图。

图7B是示出电压供给单元的例子的等价电路图。

图8是示出成像设备的操作的另一例子的操作定时图。

图9是示出斜坡信号输出电路的例子的等价电路图。

图10是示出成像设备的操作的另一例子的操作定时图。

图11A是示出成像设备的例子的框图。

图11B是示出放大单元的例子的框图。

图11C示意性示出反馈电容元件和积分电容元件的结构的例子。

图12是示出成像设备的操作的另一例子的操作定时图。

图13是示出成像系统的例子的框图。

图14是示出常规的斜坡信号输出电路的等价电路图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述实施例的各种示例性实施例、特征和方面。

图1是示出根据第一示例性实施例的成像设备的配置的例子的框图。根据第一示例性实施例的成像设备包括像素阵列1、垂直输出恒流源2、垂直输出线3、比较单元4、斜坡信号输出电路5、存储器6、计数器电路7、水平扫描电路8、垂直扫描电路9和信号处理电路10。并且，各自包含比较单元4和存储器6的多个电路单元12被布置为列。并且，被布置为列的多个电路单元12、斜坡信号输出电路5和计数器电路7构成AD转换单元11。

首先，将参照图2描述像素阵列1和垂直扫描电路9。像素阵列1包含布置于多个行和多个列中的像素100。图2部分地示出与像素阵列1中的部分区域对应的两个行和两个列的像素100、垂直扫描电路9和垂直输出线3。

包含于像素阵列1中的像素100的具体配置被示为一个像素100。像素100包含光电转换单元20、复位金属-氧化物半导体（MOS）晶体管21、传送MOS晶体管22、放大MOS晶体管23和选择MOS晶体管24。

光电转换单元20将入射光转换成电荷。在本示例性实施例中，作为例子通过光电二极管实现光电转换单元20。传送MOS晶体管22将光电二极管20的电荷传送到放大MOS晶体管23的输入节点。传送信号PTX从垂直扫描电路9被供给到传送MOS晶体管22的控制电极。

放大MOS晶体管23将基于传送到放大MOS晶体管23的输入节点的电荷的信号放大以输出放大信号。电源电压SVDD被供给到放大MOS晶体管23，并且，放大MOS晶体管23与选择MOS晶体管24电连接。选择MOS晶体管24被设置在放大MOS晶体管23与垂直输出线3之间的电气路径上。选择脉冲PSEL从垂直扫描电路9被供给到选择MOS晶体管24的控制电极。垂直扫描电路9对于像素100的各行供给选择脉冲PSEL，并且，扫描像素100的行。

电源电压SVDD被供给到复位MOS晶体管21，并且，复位MOS晶体管21与放大MOS晶体管23的输入节点电连接。换句话说，共用的电源电压SVDD被供给到放大MOS晶体管23和复位MOS晶体管21中的每一个。并且，复位脉冲PRES从垂直扫描电路9被供给到复位MOS晶体管21的控制电极。复位MOS晶体管21基于来自垂直扫描电路9的复位脉冲PRES将放大MOS晶体管23的输入节点的电势复位。从放大MOS晶体管23输出的信号作为像素信号PIXOUT通过选择MOS晶体管24被输出到垂直输出线3。

将重新参照图1，描述根据第一示例性实施例的成像设备。垂直输出恒流源2与垂直输出线3电连接，并且，向垂直输出线3供给电流。

比较单元4比较从像素阵列1输入的像素信号PIXOUT与从斜坡信号输出电路5供给的信号VRMP。在该比较中使用的信号VRMP是从斜坡信号输出电路5供给的并且根据时间改变的斜坡信号。当作为像素信号PIXOUT与信号VRMP之间的比较结果在比较结果信号COMPOUT的信号值出现变化时，比较单元4向存储器6输出锁存信号LATCH。

计数器电路7从来自斜坡信号输出电路5的信号VRMP开始根据时间改变开始对从未示出的时钟脉冲供给单元供给的时钟脉冲信号CLK进行计数，并且输出作为该计数的结果的计数信号CNT。换句话说，计数器电路7与信号VRMP的电势的变化并行地对时钟脉冲信号CLK进行计数，并且产生和输出计数信号CNT。向各列的存储器6共同供给计数信号CNT。

计数信号CNT从计数器电路7被供给到存储器6。并且，对于与各列的比较单元4对应的各列设置存储器6。存储器6保持当从比较单元4供给的锁存信号LATCH的信号值出现变化时从计数器电路7供给的计数信号CNT。以下，将使用术语“存储器保持信号”来表示当锁存信号LATCH的信号值出现变化时由存储器6保持的计数信号CNT。

水平扫描电路8依次扫描各列的存储器6，并且将保持于各列的存储器6中的存储器保持信号传送到信号处理电路10。

信号处理电路10通过水平扫描电路8在从各列的存储器6传送的存储器保持信号上执行例如用于将灰度值转换成二进制值的处理，并且输出图像信号PICOUT。图像信号PICOUT是为了图像形成从根据第一示例性实施例的成像设备输出的成像信号。

下面，将参照图3A和图3B描述图1所示的比较单元4。图3A是比较单元4的等价电路图。比较单元4包含差动放大器电路30、比较单元复位开关31和32、比较单元输入电容33和34、以及信号反转检测电路35。

信号VRMP经由比较单元输入电容33被输入到差动放大器电路30的输入端子INP。将使用术语“电势V-INP”来表示基于信号VRMP输入到输入端子INP中的电势。像素信号PIXOUT经由比较单元输入电容34被输入到差动放大器电路30的输入端子INN中。将使用术语“电势V-INN”来表示基于像素信号PIXOUT被输入到输入端子INN中的电势。

比较单元复位开关31通过比较单元复位脉冲COMPRST切换从反馈端子FBP到输入端子INP的反馈路径的导通和非导通。比较单元复位开关32通过同一比较单元复位脉冲COMPRST切换从反馈端子FBN到输入端子INN的反馈路径的导通和非导通。当比较单元复位脉冲COMPRST被设为高电平（以下，称为“H电平”，类似地，低电平将被称为“L电平”）时，从反馈端子FBP到输入端子INP的反馈路径以及从反馈端子FBN到输入端子INN的反馈路径分别进入导通状态。

差动放大器电路30将比较结果信号COMPOUT输出到信号反转检测电路35。当比较结果信号COMPOUT的信号值出现变化时，从信号反转检测电路35输出的锁存信号LATCH的信号值也出现变化。

图3B是差动放大器电路30的等价电路图。差动放大器电路30包含二级放大器，即：包含恒流源40、差动输入级P沟道金属氧化物半导体（PMOS）晶体管42和43、以及负载N沟道金属氧化物半导体（NMOS）晶体管44和45的差动放大单元47，以及包含恒流源41和共源NMOS晶体管46的共源级48。

当基于输入到输入端子INP的信号VRMP的电势V-INP比基于输入到输入端子INN的像素信号PIXOUT的电势V-INN低时，共源极NMOS晶体管46被接通，并且，比较结果信号COMPOUT保持于L电平处。当电势V-INP变得比电势V-INN大时，共源极NMOS晶体管46被关断，并且，比较结果信号COMPOUT被设为H电平。当比较结果信号COMPOUT从L电平变为H电平时，锁存信号LATCH被输出到存储器6。

图4A示意性地示出根据第一示例性实施例的斜坡信号输出电路5。斜坡信号输出电路5至少包含电压供给单元60、输入电容元件57和斜坡波形产生单元36。从斜坡波形产生单元36输出的信号VRMP与斜坡信号对应。电压供给单元60经由输入电容元件57将具有不同的振幅的至少两个电压VDAC_REF和VDAC_STN输出到斜坡波形产生单元36。基于从电压供给单元60输出的电压确定信号VRMP的电势开始根据时间改变的斜坡开始电势。斜坡波形产生单元36产生具有根据时间从斜坡开始电势改变的斜坡波形的斜坡信号。

下面，将参照图4B描述图4A所示的斜坡信号输出电路5的例子。图4B示出斜坡信号输出电路5的电路配置的例子。在差动放大电路50处，放大基准信号VREF被供给到非反相端子。积分电容51和积分放大复位开关52被电连接于反相端子与输出端子之间。反相端子与差动放大电路50的第一输入端子对应，并且，非反相端子与差动放大电路50的第二输入端子对应。放大基准信号VREF是用于获取与输入到反相端子中的信号的差值的基准电压。差动放大电路50是包含于斜坡信号输出电路5中的差动放大单元。差动放大电路50、积分电容51和积分放大复位开关52构成电容反馈放大电路61。

从电流镜PMOS晶体管53和54供给的恒电流IRMP经由斜坡电流供给开关56被供给到反相端子。斜坡电流供给开关56在控制脉冲PRMP_EN被设为H电平时被接通，并且在控制脉冲PRMP_EN被设为L电平时被关断。基准电流从恒流源55被供给到电流镜PMOS晶体管53。第一示例性实施例中的电流供给单元包含电流镜PMOS晶体管53和54、恒流源55、以及斜坡电流供给开关56。

并且，输入电容元件57与反相端子电连接。电压供给单元60-1经由偏移转接（changeover）开关58和59与输入电容元件57的另一端子电连接。偏移转接开关58在控制脉冲PRMP_REF被设为H电平时被接通，并且在控制脉冲PRMP_REF被设为L电平时被关断。偏移转接开关59在控制脉冲PRMP_STN被设为H电平时被接通，并且在控制脉冲PRMP_STN被设为L电平时被关断。

电压供给单元60-1将具有不同的电压值的信号供给到各偏移转接开关58和59。更具体而言，电压供给单元60-1向偏移转接开关58供给电压VDAC_REF。另一方面，电压供给单元60-1向偏移转接开关59供给电压VDAC_STN。能够通过接通和关断偏移转接开关58和59中的每一个将信号VRMP的电势从一定的电势偏移到作为电势开始根据时间改变之前的电势的斜坡开始电势。以下将参照图5详细描述用于将信号VRMP的电势偏移到斜坡开始电势的操作。

图5是示出根据第一示例性实施例的成像设备的操作的例子的操作定时图。图5的操作定时图示出一个行的像素100输出像素信号PIXOUT时的操作和AD转换单元11的操作。

在时间t0处，选择脉冲PSEL被设为H电平，由此选择从中输出像素信号PIXOUT的像素100的行。并且，在时间t0处，控制脉冲PRMP_RST保持于H电平处。通过将控制脉冲PRMP_RST设为H电平以接通积分放大复位开关52，将斜坡信号输出电路5的积分电容51复位。此时，差动放大电路50处于缓冲被输入到非反相端子的放大基准信号VREF的状态。在时间t0处，从差动放大电路50输出的信号VRMP的电势等于放大基准信号VREF的电势。时间t0处的信号VRMP的电势与信号VRMP的第一电势对应。并且，在时间t0处，控制脉冲PRMP_REF保持于H电平处，并且，控制PRMP_STN保持于L电平处。此时，电压VDAC_REF通过偏移转接开关58从电压供给单元61-1被供给到输入电容元件57。

在时间t1处，复位脉冲PRES被设为H电平，由此将放大MOS晶体管23的输入节点的电势复位。然后，复位脉冲PRES被设为L电平。将使用术语“像素基准信号”来表示当复位脉冲PRES以这种方式被设为L电平时输出的像素信号PIXOUT。像素基准信号是包含像素100的噪声分量的信号。

在时间t2处，在控制脉冲PRMP_RST被设为L电平之后，控制脉冲PRMP_REF被设为L电平。控制脉冲PRMP_RST被设为L电平时的电荷保持于积分电容51中。并且，控制脉冲PRMP_REF被设为L电平时的电荷保持于输入电容元件57中。

在时间t3处，比较单元复位脉冲COMPRST被设为H电平，并然后被设为L电平。结果，比较单元复位脉冲COMPRST被设为L电平时的信号VRMP的电势（即，放大基准信号VREF的电势）保持于比较单元输入电容33中。因此，在其后的操作中，将在差动放大电路30的输入端子INP中输入信号VRMP与放大基准信号VREF之间的差值的信号，直到比较单元复位脉冲COMPRST被下一次设为H电平。另一方面，基于比较单元复位脉冲COMPRST被设为L电平时的像素信号PIXOUT的像素基准信号的电势的电荷保持于比较单元输入电容34中。因此，在其后的操作中，像素基准信号与像素信号PIXOUT之间的差值的信号将被输入到差动放大电路30的输入端子INN中，直到比较单元复位脉冲COMPRST在下一次被设为H电平。

在时间t4处，控制脉冲PRMP_STN被设为H电平。作为电压VDAC_STN与电压VDAC_REF之间的电压差的电压Voff被供给到差动放大电路50的反相端子。电压Voff以与积分电容51和输入电容元件57的电容增益对应的量被差动放大电路50放大，并然后从差动放大电路50被输出。此时从差动放大电路50输出的信号和放大基准信号VREF之间的差值是作为信号VRMP的电势开始改变之前的电势的斜坡开始电势RMP_st从放大基准信号VREF的偏移量RMP_off。以这种方式，确定斜坡开始电势RMP_st的电势。斜坡开始电势RMP_st与信号VRMP的第二电势对应。

在时间t5处，控制脉冲PRMP_EN被设为H电平，由此接通斜坡电流供给开关56。结果，信号VRMP开始表现具有由积分电容51的电容值和斜坡电流IRMP的电流值确定的斜率的斜坡波形。换句话说，此时的信号VRMP是具有根据时间改变的电势的斜坡信号。信号VRMP的斜率是单位时间的信号VRMP的电势的变化量。并且，在控制脉冲PRMP_EN被设为H电平的同时，计数器电路7开始计数时钟脉冲信号。

在时间t6处，锁存信号LATCH的信号值改变。存储器6保持此时的计数信号CNT的信号值。将使用术语“N信号”来表示此时由存储器6保持的计数信号CNT的信号值。N信号是包含诸如各列的比较单元4的偏移的比较单元4的噪声分量的信号。

在时间t7处，控制脉冲PRMP_EN被设为L电平，由此停止根据时间的信号VRMP的电势的变化。并且，在时间t7处，控制脉冲PRMP_STN被设为L电平，并且，控制脉冲PRMP_REF被设为H电平。并且，控制脉冲PRMP_RST被设为H电平，由此将积分电容51和输入电容元件57的电荷复位为时间t0处的状态。计数器电路7停止计数时钟脉冲信号，并且使计数信号CNT返回其初始值。

在时间t8处，传送脉冲PTX被设为H电平。结果，光电二极管20通过对入射光进行光电转换产生的信号电荷被传送到放大MOS晶体管23的输入节点。放大MOS晶体管23输出基于向其传送由光电二极管20产生的信号电荷的放大MOS晶体管23的输入节点的电势的信号。该信号经由选择MOS晶体管24被输出到垂直输出线3。该信号是作为一个像素信号PIXOUT的图像信号。

比较单元复位脉冲COMPRST在时间t3处被设为H电平并然后被设为L电平时的电荷被保持于比较单元输入电容34中。换句话说，作为一个像素信号PIXOUT的像素基准信号的电势保持于比较单元输入电容34中。因此，图像信号与像素基准信号之间的差值的信号被输入到差动放大电路30的输入端子INN中。如上所述，在像素基准信号中包含像素100的噪声分量。因此，源自从图像信号减去噪声分量的信号从比较单元输入电容34被输入到差动放大电路30。

在时间t9处，控制脉冲PRMP_RST以与时间t2处的操作类似的方式被设为L电平。然后，控制脉冲PRMP_REF被设为L电平。

在时间t10处，控制脉冲PRMP_STN以与时间t4处的操作类似的方式被设为H电平。信号VRMP以偏移量RMP_off从放大基准信号VREF改变，由此具有斜坡开始电势RMP_st。

在时间t11处，控制脉冲PRMP_EN以与时间t5处的操作类似的方式被设为H电平，作为其结果，信号VRMP的电势开始根据时间改变。计数器电路7开始对时钟脉冲信号进行计数。

假定输入到差动放大电路30的输入端子INN中的信号与输入到输入端子INP中的信号之间的大小关系在时间t12处反转。在这种情况下，从比较单元4输出的锁存信号LATCH的信号值出现变化。在锁存信号VRMP的信号值出现这种变化时，存储器6保持时间t12处的计数信号CNT的信号值。将使用术语“S信号”来表示此时由存储器6保持的计数信号CNT。

在时间t13处，控制脉冲PRMP_EN以与时间t7处的操作类似的方式被设为L电平，作为其结果，信号VRMP的电势停止根据时间改变。并且，在时间t13处，控制脉冲PRMP_STN被设为L电平，并且，控制脉冲PRMP_REF被设为H电平。并且，控制脉冲PRMP_RST被设为H电平，由此将积分电容51和输入电容元件57的电荷复位为时间t0处的状态。计数器电路7停止对时钟脉冲信号进行计数，并且使计数信号CNT返回其初始值。

在第一示例性实施例中，作为信号VRMP与模拟信号之间的比较的第一比较与在时间t11与时间t13之间的周期中执行的操作对应。作为信号VRMP与像素基准信号之间的比较的第二比较与在时间t5与时间t7之间的周期中执行的操作对应。

保持于各列的存储器6中的N信号和S信号通过水平扫描电路8被依次传送到信号处理电路10。信号处理电路10执行例如用于获取S信号与N信号之间的差值的处理。可通过从S信号减去N信号来从S信号减去诸如各列的比较单元4的偏移的比较单元4的噪声分量。因此，能够减少各列的比较单元4的特性的变化对于S信号的影响。信号处理电路10输出源自从S信号减去N信号的信号作为图像信号PICOUT。

根据第一示例性实施例的斜坡信号输出电路5包含供给多个电压的电压供给单元60-1和输入电容元件57。能够通过在将电压VDAC_REF的电势存储于输入电容元件57中之后向差动放大电路50施加电压VDAC_STN来从放大基准电压VREF的电势偏移信号VRMP的电势。因此，与通过向积分电容51施加电流将积分电容51充电和放电来偏移信号VRMP的电势的配置相比，根据第一示例性实施例的斜坡信号输出电路5具有它能够以高速偏移信号VRMP的电势这样的有益效果。

并且，在通过向积分电容51施加电流来将积分电容51充电和放电以偏移信号VRMP的电势的配置中，向积分电容51施加的电流的电流值的变化影响信号VRMP的偏移量。换句话说，即使向积分电容51施加具有相同的电流值的电流，信号VRMP的偏移量也根据电流值如何改变而改变。因此，该常规的配置具有AD转换精度由于斜坡开始电势RMP_st的值改变而劣化的问题。

根据第一示例性实施例的斜坡信号输出电路5可在不依赖于积分电容51的充电和放电的情况下偏移信号VRMP。因此，能够防止斜坡开始电势RMP_st的值的变化。因此，与通过向积分电容51施加电流将积分电容51充电和放电来偏移信号VRMP的配置相比，能够提高AD转换的精度。

基于斜坡波形产生单元36作为例子包含具有差动放大电路50和积分电容51的电容反馈放大电路61的例子描述第一示例性实施例。但是，第一示例性实施例不限于包含电容反馈放大电路61的该配置，并且可通过包含积分电路的任何配置被有效地实施。并且，即使通过诸如斜坡波形产生单元36由源极跟随器电路构成的配置的没有积分电路的配置，也可有效地实施第一示例性实施例。即使该配置也可产生具有斜坡波形的斜坡信号VRMP，并且，由于存在电压供给单元60和输入电容元件57，因此可确定斜坡开始电势。

并且，如图4C所示，斜坡波形产生单元36可包含斜坡波形电压供给单元63和电容64。当复位脉冲RES被供给到晶体管65的控制电极时，晶体管65将电容64和输入电容元件57的电荷复位。斜坡波形电压供给单元63可例如包含具有可变电阻值的电阻阵列，并且可被配置为基于电阻值输出电压。

已使用成像设备作为包含AD转换单元11的装置的例子描述了第一示例性实施例。但是，第一示例性实施例不限于该配置。第一示例性实施例可被应用于被配置为基于模拟信号与具有根据时间改变的电势的斜坡信号之间的比较的结果将模拟信号转换成数字信号的ADC的斜坡信号输出电路。

并且，基于成像设备包含信号处理电路10的例子描述了第一示例性实施例。但是，成像设备不必包含信号处理电路10。可对于成像设备以外的另一装置设置信号处理电路10，并且，信号可从成像设备被输出到信号处理电路10。

并且，基于计数器电路7对于各列的存储器6输出共同的计数信号CNT的例子描述了第一示例性实施例。但是，作为另一例子，如图6所示，各列的存储器6可包含分别产生计数信号CNT的计数器电路7。在这种情况下，锁存信号LATCH从各列的比较单元4被输出到各列的计数器电路7。存储器6各自保持锁存信号LATCH的信号值出现变化时的计数信号CNT。以在第一示例性实施例的描述中描述的方式配置的斜坡信号输出电路5甚至可被有效应用于本例子。

并且，基于信号VRMP的电势从放大基准信号VREF偏移到斜坡开始电势RMP_st的例子描述了第一示例性实施例。但是，信号VRMP的电势可从放大基准信号VREF以外的另一电势偏移到斜坡开始电势RMP_st。

关注与第一示例性实施例的差异，将参照附图描述第二示例性实施例。图7A是根据第二示例性实施例的斜坡信号输出电路5的等价电路图。在图7A中，以与图4B所示的部件类似的方式起作用的部件由与图4B中的那些附图标记相同的附图标记表示。

可变电流源72可在改变其电流值的同时供给电流。晶体管71是电流镜PMOS晶体管。电压供给单元60-2是第二示例性实施例中的电压供给单元60的例子。电流镜PMOS晶体管54是将来自电流源的电流供给到差动放大电路50的第一晶体管。并且，电流镜PMOS晶体管71基于从电流镜PMOS晶体管53和可变电流源72供给的电流向电压供给单元60-2供给电流IDAC。换句话说，电流镜PMOS晶体管71是向电压供给单元60-2供给来自电流源的电流的第二晶体管。

在第二示例性实施例中，电流从电流镜PMOS晶体管53和可变电流源72被共同供给到电流镜PMOS晶体管54和71的控制电极。因此，供给到电压供给单元60-2的电流IDAC的电流值和供给到差动放大电路50的电流IRMP的电流值具有比例关系。第二示例性实施例中的电流供给单元包含电流镜PMOS晶体管53、54、71，可变电流源72和斜坡电流供给开关56。

图7B示出第二示例性实施例中的电压供给单元60-2的详细配置。电阻阵列81包含多个电阻。多个缓冲器82-1和82-2与电阻阵列81电连接。并且，电流镜PMOS晶体管71向电阻阵列81供给电流IDAC。电阻阵列81将电流IDAC转换成电压，并且将转换的电压输出到多个缓冲器82-1和82-2。

缓冲器82-1输出电压DACOUT_A，并且，缓冲器82-2输出电压DACOUT_B。从电流镜PMOS晶体管71到缓冲器82-1的电气路径的电阻值与从电流镜PMOS晶体管71到缓冲器82-2的电气路径的电阻值不同。因此，供给到缓冲器82-1的电压值与供给到缓冲器82-2的电压值不同。因此，从缓冲器82-1输出的电压DACOUT_A和从缓冲器82-2输出的DACOUT_B具有不同的电压值。以这种方式，电压供给单元60-2可输出多个电压值。可基于是将信号VRMP的偏移方向设为与信号VRMP在AD转换中改变的方向相同还是不同来确定如何向电压VDAC_REF和VDAC_STN分配电压DACOUT_A和DACOUT_B。

图8是示出使用根据第二示例性实施例的斜坡信号输出电路5的图1所示的成像设备的操作的例子的操作定时图。包含根据第二示例性实施例的斜坡信号输出电路5的成像设备能够以与参照图5在第一示例性实施例的描述中描述的操作定时类似的方式起作用。

在根据第二示例性实施例的斜坡信号输出电路5中，如上所述，供给到电压供给单元60-2的电流IDAC的电流值和供给到差动放大电路50的电流IRMP的电流值具有比例的关系。假定电流IRMP的电流值为I安培。此时的信号VRMP的斜坡波形是图8所示的斜线A。并且，当电流IRMP的电流值为I安培时，斜坡开始电势RMP_st与放大基准信号VREF之间的差值为偏移量RMP_off1。假定I′安培是电流IRMP的电流值为I安培时的电流IDAC的电流值。然后，假定：在保持电压供给单元60-2的电阻与产生具有斜坡波形A的信号VRMP时的电阻相同的同时，电流IRMP的电流值变为作为I安培的两倍的2I安培。由于电流IDAC与电流IRMP具有比例关系，因此，电流IDAC的电流值也加倍为2I′安培。因此，与产生具有上述的斜坡波形A的信号VRMP时的差值相比，从电压供给单元60-2输出的电压VDAC_REF和电压VDAC_STN的电势之间的差值加倍。因此，与偏移量RMP_off1相比，作为信号VRMP的斜坡开始电势RMP_st与放大基准信号VREF的电势之间的差值的偏移量RMP_off2加倍。并且，由于电流IRMP的电流值为2I安培，因此，与具有上述的斜坡波形A的信号VRMP相比，从差动放大电路50输出的信号VRMP的斜率加倍。图8将当电流IRMP的电流值加倍为2I安培时产生的信号VRMP的斜坡波形示为斜线B。

在根据第二示例性实施例的斜坡信号输出电路5中，电流IRMP和电流IDAC具有比例关系。根据第二示例性实施例的斜坡信号输出电路5具有以上在第一示例性实施例的描述中描述的有益的效果。并且，根据第二示例性实施例的斜坡信号输出电路5允许联锁设定作为斜坡开始电势RMP_st与放大基准信号VREF之间的差值的偏移量RMP_off和AD转换中的信号VRMP的斜率。

并且，改变信号VRMP的斜率可改变从AD转换单元11输出的信号相对于像素输出信号PIXOUT的增益，现在将描述该机制。在信号VRMP根据斜坡波形B改变的情况下，假定锁存信号LATCH的信号值在时间t12处改变。在信号VRMP根据斜坡波形A改变的情况下，假定向差动放大电路30的输入端子INN供给相同的电子电势，则锁存信号LATCH的信号值在比时间t12晚的时间t12′处改变。因此，当信号VRMP根据斜坡波形A改变时保持于存储器6中的S信号比信号VRMP根据斜坡波形B改变时的S信号大。以这种方式，保持于存储器6中的信号的信号值能够以信号VRMP的变化的斜率改变。结果，能够改变从AD转换单元11输出的信号相对于像素输出信号PIXOUT的增益。

为了产生分别具有斜坡波形A和斜坡波形B的各信号VRMP，根据第二示例性实施例的斜坡信号输出电路5以电压供给单元60-2通过使用相同的电阻值产生多个电压的方式被配置。但是，电压供给单元60-2可对于产生具有与斜坡波形A不同的斜坡波形的信号VRMP使用不同的电阻值。在这种情况下，可与信号VRMP的斜率无关地设定偏移量RMP_off。

关注与第一示例性实施例的不同，将参照附图描述第三示例性实施例。图9是根据第三示例性实施例的斜坡信号输出电路5的等价电路图。在图9中，以与图4B中所示的部件类似的方式起作用的部件由与图4B中的附图标记相同的附图标记表示。

根据第三示例性实施例的电压供给单元60-3输出三个电压VDAC_REF、VDAC_STN和VDAC_STS。因此，除了在第一示例性实施例的描述中描述的配置以外，电压供给单元60-3还包含用于输出电压VDAC_STS的端子。并且，三个电压值之间的大小关系满足关系式（VDAC_STS>VDAC_REF>VDAC_STN）。并且，偏移转接开关62被设置在用于输出电压VDAC_STS的端子与输入电容元件57之间的电气路径上。偏移转接开关62在控制脉冲PRMP_STS被设为H电平时被接通，并且，在控制脉冲PRMP_STS被设为L电平时被关断。

图10是示出包含根据第三示例性实施例的斜坡信号输出电路5的图1所示的成像设备的操作的例子的操作定时图。从时间t1到时间t9执行的各操作可与参照图5在第一示例性实施例的描述中描述的从时间t1到时间t9执行的各操作类似。在第三示例性实施例中将使用术语“RMP_st1”来表示通过在时间t5处将控制脉冲PRMP_STN设为H电平所获取的斜坡开始电势。并且，将使用术语“RMP_off1”来表示作为斜坡开始电势RMP_st1与放大基准信号VREF之间的差值的偏移量。

在第一示例性实施例中，控制脉冲PRMP_STN在时间t10处被设为H电平，但是，在第三示例性实施例中，在时间t10-1处，控制脉冲PRMP_STS被设为H电平，而控制脉冲PRMP_STN保持于L电平。如上所述，由电压供给单元60-3供给的三个电压满足关系式（VDAC_STS>VDAC_REF>VDAC_STN）。因此，信号VRMP的电势沿与当控制脉冲PRMP_STN被设为H电平时导致的偏移相反的方向相对于放大基准信号VREF偏移。换句话说，信号VRMP的电势沿与信号VRMP在AD转换中根据时间改变的方向相同的方向偏移。将使用术语“RMP_st2”来表示此时的斜坡开始电势。并且，将使用术语“RMP_off2”来表示作为斜坡开始电势RMP_st2与放大基准信号VREF之间的差值的偏移量。斜坡开始电势RMP_st2对应于第三电势，所述第三电势是与作为第一电势的放大基准信号VREF和作为第二电势的斜坡开始电势RMP_st1均不同的电势。

在时间t11-1处，控制脉冲PRMP_EN被设为H电平。结果，信号VRMP的电势开始根据时间从斜坡开始电势RMP_st2改变。产生的信号VRMP的斜坡波形是图8所示的斜线D。虚线C表示如果在时间t10-1处控制脉冲PRMP_STS不被设为H电平而控制脉冲PRMP_STN和PRMP_EN被设为H电平则会产生的信号VRMP的斜坡波形，并且，出于比较的目的，在图8中示出该斜坡波形。

假定当信号VRMP的电势根据斜坡波形D改变时输入到差动放大电路30的输入端子INN中的信号与输入到输入端子INP中的信号之间的大小关系在时间t12-1处反转。此时，由比较单元4输出的锁存信号LATCH的信号值出现变化。存储器6保持S信号，该S信号是此时的计数信号CNT的信号值。另一方面，假定相同的信号值被输入到差动放大电路30的输入端子INN中，则料想信号VRMP的电势根据斜坡波形C改变。在这种情况下，在时间t12-3处，从比较单元4输出的锁存信号LATCH的信号值出现变化。因此，与具有根据斜坡波形C改变的电势的信号VRMP相比，具有根据斜坡波形D改变的电势的信号VRMP可加快锁存信号LATCH的信号值变化的定时。

在时间t13-1处，信号VRMP的电势到达电势RMP_end2。此时，控制脉冲PRMP_EN被设为L电平，作为其结果，信号VRMP的电势停止改变。并且，在时间t13-1处，控制脉冲PRMP_STS被设为L电平，并且，控制脉冲PRMP_REF被设为H电平。在信号VRMP的电势根据斜坡波形C改变的情况下，电势在时间t13-1处到达电势RMP_end1。因此，即使电势RMP_end2与电势RMP_end1之间的电势被供给到差动放大电路30的输入端子INP，也可通过使信号VRMP的电势根据斜坡波形D变化来改变锁存信号LATCH的信号值。

可任意地设定第三示例性实施例的偏移量RMP_off2的值。在一个实施例中，分别供给到差动放大电路30的输入端子INP和INN的电势之间的大小关系在时间t11-1和时间t13-1之间的时间处反转。如果供给到输入端子INP的电势在时间t11-1处已比供给到输入端子INN的电势小，那么大小关系不能在信号VRMP改变的周期中改变。

为了避免该情况，例如，可通过在布置于多个行和多个列中的像素的一部分上阻挡光来制备光学黑色像素（以下，称为“OB像素”），并且，可基于从OB像素输出的信号设定偏移量RMP_off2的值。从OB像素输出的信号是包含像素100的噪声分量的信号。换句话说，OB像素输出具有与像素基准信号基本上相同的电势的信号。噪声分量重叠于从像素100输出的图像信号上。由于像素信号PIXOUT是基于电荷的信号，因此，与像素基准信号相比，图像信号的电势一般由于重叠于其上面的噪声分量而更小。因此，通过基于从OB像素输出的信号的电势设定偏移量RMP_off2的值，能够降低锁存信号LATCH的信号值可能在时间t11-1至时间t13-1的周期中不具有变化的可能性。

并且，除了从OB像素输出的信号，可基于通过在图10所示的时间t0之前执行的AD转换（例如，对于在图10中执行AD转换的像素100的行前面的行执行AD转换）获取的N信号的信号值设定偏移量RMP_off。

基于信号VRMP的电势根据斜坡波形D变为电势RMP_end2的例子描述了第三示例性实施例。但是，虽然信号VRMP具有斜坡波形D，但信号VRMP的电势可变为电势RMP_end1。换句话说，控制脉冲PRMP_EN可在时间t12-2处被设为L电平。在这种情况下，能够以时间t13-1至时间t12-2的周期缩短AD转换周期。

并且，第三示例性实施例中的电流源55可以为可变电流源。被配置为可变电流源的电流源55可改变信号VRMP的斜率。改变信号VRMP的斜率可改变从AD转换单元11输出的信号相对于像素输出信号PIXOUT的增益。

关注与第一示例性实施例的不同，将参照附图描述第四示例性实施例。图11A是示出根据第四示例性实施例的成像设备的例子的框图。在图11A中，以与图1所示的部件类似的方式起作用的部件由与图1中的附图标记相同的附图标记表示。

以从像素阵列1输出的像素输出信号PIXOUT通过放大单元13被输出到比较单元4的方式配置根据第四示例性实施例的成像设备。能够以与第一示例性实施例类似的方式配置第四示例性实施例中的斜坡信号输出电路5。

图11B是示出放大单元13的细节的等价电路图。放大单元13包含差动放大电路13-1、放大单元输入电容C0和反馈电容C1。差动放大电路13-1与第二差动放大电路对应。像素输出信号PIXOUT经由放大单元输入电容C0被输入到差动放大电路13-1的反相端子。反馈电容C1经由增益转接开关SW2与差动放大电路13-1的输出端子电连接。并且，反馈电容C1与差动放大电路13-1的反相端子电连接。

将使用术语“放大单元输出信号AmpOUT”来表示从差动放大电路13-1输出的信号。基于放大单元输入电容C0与电连接到差动放大电路13-1的输出端子的反馈电容C1的电容值的总和之比，提供放大单元输出信号AmpOUT相对于像素输出信号PIXOUT的增益。以下，将在假定增益转接开关SW2被接通的情况下进行描述。当差动放大电路13-1的开关SW1被设为导通状态时，差动放大电路13-1和放大单元输入电容C0的电势被复位。开关SW1在放大单元休止（rest）脉冲amp_rst被设为H电平时被接通，并在放大单元休止脉冲amp_rst被设为L电平时被关断。

图11C示出根据第四示例性实施例的反馈电容C1和积分电容51的结构。在第四示例性实施例中，放大单元13的反馈电容C1和斜坡信号输出电路5的积分电容51均使用扩散电容。扩散电容具有金属-绝缘体-半导体（MIS）结构。栅极侧电极（GATE）是金属或多晶硅。扩散层侧电极（N+和N）是N型半导体区域。P型阱（PWL）是P型半导体区域。场（FLD）是绝缘层。

并且，反馈电容C1在其栅极侧电极和扩散层侧电极中的任一个处与差动放大电路13-1的输入端子电连接。另一电极与差动放大电路13-1的输出端子电连接。并且，积分电容51在其与反馈电容C1的与差动放大电路13-1的输入端子电连接的电极相同的电极处与差动放大电路50的输入端子电连接。换句话说，反馈电容C1在同极性的电极处与差动放大电路13-1电连接。例如，在反馈电容C1在其栅极侧电极处与差动放大电路13-1的输入端子电连接的情况下，积分电容51也在其栅极侧电极处与差动放大电路50的输入端子电连接。积分电容51的另一电极与差动放大电路50的输出端子电连接。

以这种方式，反馈电容C1和积分电容51被类似地配置，并且，它们的同极性的电极分别与差动放大电路13-1和50的输入端子电连接。类似地，其它的同极性的电极分别与差动放大电路13-1和50的输出端子电连接。结果，能够使放大单元13与斜坡信号输出电路5之间的电容值的电压依赖性均匀化。并且，能够通过以类似的方式配置差动放大电路13-1和50的电路使放大单元13与斜坡信号输出电路5之间的作为输出信号与输入信号的关系的线性均匀化。因此，能够使放大单元输出信号AmpOUT与信号VRMP之间的线性均匀化。

图12是示出图11A所示的成像设备的操作的例子的操作定时图。能够以与图5所示的操作定时类似的方式执行像素100输出像素输出信号PIXOUT时的操作。以下将主要关注与图5所示的操作定时的不同来进行描述。

在时间t1处，放大单元复位脉冲Amp_rst被设为H电平，由此将差动放大电路13-1和放大单元输入电容C0的电势复位。然后，放大单元复位脉冲Amp_rst被设为L电平。结果，在放大单元输入电容C0中保持基于放大单元复C0位脉冲Amp_rst被设为L电平时的像素输出信号PIXOUT的电势的电荷。

在时间t2处，像素基准信号被输出到垂直输出线3。作为保持于放大单元输入电容C0中的电势与像素基准信号之间的差值的电势被供给到差动放大电路13-1的反相端子。该电势被放大，并然后作为放大单元输出信号AmpOUT被输出。并且，控制脉冲PRMP_RST从H电平变为L电平。

在时间t3处，比较单元复位脉冲COMPRST被设为H电平，并然后被设为L电平。结果，时间t3处的放大单元输出信号AmpOUT保持于比较单元输入电容34中。换句话说，各列的放大单元13的偏移分量在此时保持于比较单元输入电容34中。放大基准信号VREF以与第一示例性实施例类似的方式保持于比较输入电容33中。

在时间t4处，控制脉冲PRMP_STN被设为H电平。在第四示例性实施例中，在放大单元13反转并放大像素输出信号PIXOUT之后，像素输出信号PIXOUT被供给到比较单元4。因此，在AD转换中，信号VRMP的变化的斜率沿与第一示例性实施例中的斜率相反的方向倾斜。因此，信号VRMP也沿与第一示例性实施例中的方向相反的方向偏移到斜坡开始电势RMP_st。

在时间t5处，控制脉冲PRMP_EN被设为H电平。结果，信号VRMP的电势开始根据时间改变。如上所述，信号VRMP的变化方向与第一示例性实施例中的方向相反。换句话说，电势根据时间沿增加的方向改变。

然后，可分别以与图5所示的第一示例性实施例中的时间t6和时间t7处的操作类似的方式执行时间t6和时间t7处的操作。

在时间t8处，传送脉冲PTX被设为H电平。然后，图像信号被输出到垂直输出线3。与图像信号与保持于放大单元输入电容C0中的电势之间的差值对应的电势被供给到差动放大电路13-1的反相端子。差动放大电路13-1输出通过反转和放大输入电势产生的放大单元输出信号AmpOUT。将使用术语“放大图像信号”来表示此时的放大单元输出信号AmpOUT。与放大图像信号与保持于比较单元输入电容34中的电势之间的差值对应的电势被供给到差动放大电路30的输入端子INN。因此，能够从放大图像信号减去各列的放大单元13的偏移分量。

可分别以与图5所示的第一示例性实施例中的时间t9～t13处的操作类似的方式执行时间t9～t13处的操作。以这种方式，能够对于放大单元13通过反转和放大像素输出信号PIXOUT产生的信号执行AD转换。

第四示例性实施例中的放大单元13包含反馈电容C1。以与斜坡信号输出电路5的电容反馈放大电路61类似的方式配置放大单元13。以类似的方式配置反馈电容C1和积分电容51，并且，其同极性的电极分别与差动放大电路13-1和50的输入端子电连接。类似地，它们的其它的同极性的电极也分别与差动放大电路13-1和50的输出端子电连接。结果，能够使电容依赖于放大单元13与斜坡信号输出电路5之间的电压的电压依赖性均匀化。并且，能够通过以类似的方式配置差动放大电路13-1和50的相应的电路使放大单元13与斜坡信号输出电路5之间的作为输出信号与输入信号的关系的线性均匀化。因此，能够使放大单元输出信号AmpOUT和信号VRMP之间的线性均匀化。结果，能够保持否则会由于放大单元输出信号AmpOUT与信号VRMP之间的线性的差异而劣化的AD转换的精度。

基于作为例子将反馈电容C1和积分电容51配置为MIS电容的例子描述了第四示例性实施例。作为另一例子，反馈电容C1和积分电容51中的每一个可被配置为金属-绝缘体-金属（MIM）电容或包含其间夹有绝缘层的两个多晶硅层的多晶硅-多晶硅电容。并且，在这种例子中，以类似的方式配置反馈电容C1和积分电容51，并且，同极性的电极分别与差动放大电路13-1和50的输入端子和输出端子电连接。以类似的方式配置它们意味着例如反馈电容C1和积分电容51均被配置为MIM电容。能够通过以这种方式配置放大单元13与斜坡信号输出电路5来使它们之间的电容值的电压依赖性均匀化。

作为向成像系统应用上述的成像设备的例子，将描述第五示例性实施例。成像系统的例子包含数字静态照相机、数字摄像机和监视照相机。作为成像系统的例子，图13示意性地示出应用成像设备的数字静态照相机。

参照图13，挡板151保护镜头152。镜头152将被照体的光学图像聚焦于成像设备154上。光阑153改变透过镜头152的光的量。输出信号处理单元155处理从成像设备154输出的输出信号。输出信号处理单元155包含数字信号处理单元，并且根据需要对于从成像设备154输出的信号执行各种类型的校正和压缩，以输出信号。

参照图13，缓冲存储器单元156暂时存储图像数据。接口单元158使得能够对于记录介质进行记录和读取。例如为半导体存储器的记录介质159被可拆卸地固定于数字静态照相机上，并且，对于记录介质159记录和读出成像的数据。接口单元157使得能够实现与例如外部计算机的通信。通用的控制/计算单元1510执行各种类型的计算，并且控制整个数字静态照相机。定时产生单元1511向成像设备154和输出信号处理单元155输出各种类型的定时信号。但是，例如，定时信号可从外面被输入，并且，成像系统只需要至少包含成像设备154和用于处理从成像设备154输出的输出信号的输出信号处理单元155。

以这种方式，根据第五示例性实施例的成像系统可通过使用成像设备154执行成像操作。

虽然已参照示例性实施例描述了本公开，但应理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以包含所有的修改、等同的结构和功能。

Claims (20)

1.一种被配置为输出具有根据时间改变的电势的斜坡信号的电路，该电路包含：

被配置为供给具有不同的振幅的多个电压的电压供给单元；

电流供给单元；

被配置为输出斜坡信号的积分电路；和

电容元件，

其中，所述电压供给单元与所述电容元件的一个端子连接，并且，

其中，所述积分电路和所述电流供给单元与所述电容元件的另一端子连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述积分电路包含差动放大单元和设置在连接所述差动放大单元的输出端子和输入端子的反馈路径处的积分电容，

其中，所述斜坡信号从所述差动放大单元的输出端子被输出。

3.根据权利要求2所述的电路，其中，除了所述输入端子以外，所述差动放大单元包含被输入基准电压的第二输入端子，并且，

其中，所述电流供给单元与所述输入端子连接。

4.根据权利要求2所述的电路，其中，所述电流供给单元包含电流源、第一晶体管和第二晶体管，

其中，所述电流源和所述输入端子通过第一晶体管相互连接，并且，

其中，所述电压供给单元和电流源通过第二晶体管相互连接，并且，所述电流源与相应的第一和第二晶体管的控制电极连接。

5.一种用于被配置为输出具有根据时间改变的电势的斜坡信号的电路的驱动方法，该电路包含电流供给单元、积分电路和电容元件，该方法包括：

通过改变要经由所述电容元件供给到所述积分电路的电压值，使从所述积分电路输出的信号的电势从第一电势偏移到与第一电势不同的电势；

向所述积分电路和所述电容元件供给来自所述电流供给单元的电流；和

从所述积分电路输出具有从所述与第一电势不同的电势改变的电势的斜坡信号。

6.根据权利要求5所述的电路的驱动方法，其中，所述电路还包含被配置为经由电容元件向积分电路供给多个电压值的电压供给单元，

其中，所述积分电路包含差动放大单元和被设置在连接所述差动放大单元的输出端子和输入端子的反馈路径上的积分电容，

其中，所述斜坡信号从差动放大单元的输出端子被输出，

其中，除了所述输入端子以外，所述差动放大单元包含被输入基准电压的第二输入端子，

其中，所述电流供给单元包含电流源、第一晶体管和第二晶体管，

其中，所述电流源和所述输入端子经由第一晶体管相互连接，并且，

其中，所述电压供给单元和所述电流源经由第二晶体管相互连接，并且，所述电流源共同致动相应的第一晶体管和第二晶体管的控制电极。

7.根据权利要求5所述的电路的驱动方法，还包括：

通过向所述电容元件供给第一电压来从所述积分电路输出具有第一电势的信号；

向所述电容元件供给具有与第一电压的电压值不同的相互不同的电压值的多个电压中的任一个，以从积分电路输出具有与第一电势不同的电势的信号；

在供给所述多个电压之中具有小的振幅的电压值的电压的情况下，从所述积分电路输出具有每单位时间改变第一变化量的电势的斜坡信号；以及，

在供给多个电压之中具有大的振幅的电压值的电压的情况下，从所述积分电路输出具有每单位时间改变比第一变化量大的变化量的电势的斜坡信号。

8.根据权利要求5所述的电路的驱动方法，其中，在从积分电路输出的信号的电势从第一电势偏移到与第一电势不同的电势的同时，所述电流供给单元不向所述积分电路供给电流。

9.一种装置，包括：

根据权利要求1的电路；

各自被配置为输出表示基于斜坡信号的电势与模拟信号的电势之间的比较结果的比较结果信号的多个比较单元；

被配置为通过对时钟脉冲信号进行计数来输出计数信号的计数器；和

各自被配置为被输入来自计数器的计数信号和来自比较单元的比较结果信号的多个存储器，所述存储器与所述多个比较单元对应地被设置，

所述计数信号被共同输入到所述多个存储器，以及，

所述存储器中的每一个基于从所述比较单元输出的比较结果信号保持从所述计数器输入的计数信号，以将模拟信号转换成数字信号。

10.一种装置，包括：

根据权利要求1的电路；

各自被配置为输出表示基于斜坡信号的电势与模拟信号的电势之间的比较结果的比较结果信号的多个比较单元；和

各自被配置为被输入来自所述比较单元的比较结果信号的多个存储器，所述存储器与所述多个比较单元对应地被设置，所述存储器还各自包含被配置为通过对时钟脉冲信号进行计数来产生计数信号的计数器，

所述存储器中的每一个基于从所述比较单元输出的比较结果信号保持由所述计数器产生的计数信号，以将模拟信号转换成数字信号。

11.一种用于根据权利要求9所述的装置的驱动方法，该方法包括：

经由电容元件从电压供给单元向积分电路供给电压；

通过改变经由电容元件从电压供给单元供给到积分电路的电压值，使从积分电路输出的信号的电势从第一电势偏移到与第一电势不同的第二电势；

向积分电路和电容元件供给来自电流供给单元的电流；和

从积分电路输出具有从第二电势改变的电势的斜坡信号。

12.一种用于根据权利要求10所述的装置的驱动方法，该方法包括：

经由电容元件从电压供给单元向积分电路供给电压；

通过改变经由电容元件从电压供给单元供给到积分电路的电压值，使从积分电路输出的信号的电势从第一电势偏移到与第一电势不同的第二电势；

向积分电路和电容元件供给来自电流供给单元的电流；和

从积分电路输出具有从第二电势改变的电势的斜坡信号。

13.根据权利要求11所述的装置的驱动方法，所述多个比较单元各自包含被输入基于斜坡信号的电势的第三输入端子和被输入模拟信号的电势的第四输入端子，该方法还包括：

基于第一电势将第三输入端子的电势复位；

通过所述多个比较单元比较基于具有从第二电势改变的电势的斜坡信号的电势与噪声分量的信号；和

在基于斜坡信号的电势与模拟信号的电势之间的比较中，基于经由电容元件从电压供给单元供给的电压，从积分电路输出具有在偏移到与第一电势和第二电势均不同的第三电势之后从第三电势改变的电势的斜坡信号。

14.根据权利要求12所述的装置的驱动方法，所述多个比较单元各自包含被输入基于斜坡信号的电势的第三输入端子和被输入模拟信号的电势的第四输入端子，该方法还包括：

基于第一电势将第三输入端子的电势复位；

通过所述多个比较单元比较基于具有进一步从第二电势改变的电势的斜坡信号的电势与噪声分量的信号；

在基于斜坡信号的电势与模拟信号的电势之间的比较中，基于经由电容元件从电压供给单元供给的电压，从积分电路输出具有在偏移到与第一电势和第二电势均不同的第三电势之后从第三电势改变的电势的斜坡信号。

15.一种成像设备，包括：

根据权利要求9的装置；和

包含布置于多个行和多个列中的像素的像素阵列，所述像素中的每一个被配置为对入射光进行光电转换以输出信号，

其中，模拟信号的电势是基于从像素输出的信号的电势，并且，

其中，与像素的多个列对应地设置多个比较单元。

16.一种成像设备，包括：

根据权利要求10所述的装置；和

包含布置于多个行和多个列中的像素的像素阵列，所述像素中的每一个被配置为对入射光进行光电转换以输出信号，

其中，模拟信号的电势是基于从像素输出的信号的电势，并且，

其中，与像素的多个列对应地设置多个比较单元。

17.一种成像设备，包括：

装置，该装置包含：

根据权利要求2所述的电路；

各自被配置为输出表示基于斜坡信号的电势与模拟信号的电势之间的比较结果的比较结果信号的多个比较单元；

被配置为通过对时钟脉冲信号进行计数来输出计数信号的计数器；和

各自被配置为被输入来自计数器的计数信号和来自比较单元的比较结果信号的多个存储器，所述多个存储器与所述多个比较单元对应地被设置，

其中，所述计数信号被共同输入到所述多个存储器，以及，

其中，所述存储器中的每一个基于从所述比较单元输出的比较结果信号保持从计数器输入的计数信号，以将模拟信号转换成数字信号；以及

包含布置于多个行和多个列中的像素的像素阵列，所述像素中的每一个被配置为对入射光进行光电转换以输出信号，

其中，模拟信号的电势是基于从像素输出的信号的电势，

其中，所述多个比较单元与像素的多个列对应地被设置，

其中，所述成像设备还包括放大单元和反馈电容，所述放大单元包含第二差动放大单元，所述反馈电容被设置在连接第二差动放大单元的输出端子和输入端子的反馈路径上，

其中，从所述像素输出的信号通过所述放大单元被放大，并然后被输入到所述比较单元，

其中，所述反馈电容和所述积分电容具有类似的结构，以及，

其中，所述反馈电容的与所述放大单元的第二差动放大单元的输入端子连接的电极以及所述积分电容的与所述差动放大单元的输入端子连接的电极是同极性的。

18.一种成像设备，包括：

装置，该装置包含：

根据权利要求2所述的电路；

各自被配置为输出表示基于斜坡信号的电势与模拟信号的电势之间的比较结果的比较结果信号的多个比较单元；和

各自被配置为被输入来自所述比较单元的比较结果信号的多个存储器，所述多个存储器与所述多个比较单元对应地被设置，

其中，所述多个存储器中的每一个还包含被配置为通过对时钟脉冲信号进行计数来产生计数信号的计数器，以及，

其中，所述存储器中的每一个基于从所述比较单元输出的比较结果信号保持由所述计数器产生的计数信号，以将模拟信号转换成数字信号；以及

包含布置于多个行和多个列中的像素的像素阵列，所述像素中的每一个被配置为对入射光进行光电转换以输出信号，

其中，所述模拟信号的电势是基于从像素输出的信号的电势，

其中，所述多个比较单元与像素的多个列对应地被设置，

其中，所述成像设备还包括放大单元和反馈电容，所述放大单元包含第二差动放大单元，所述反馈电容被设置在连接第二差动放大单元的输出端子和输入端子的反馈路径上，

其中，从像素输出的信号通过所述放大单元被放大，并然后被输入到所述比较单元，

其中，所述反馈电容和所述积分电容具有类似的结构，以及，

其中，所述反馈电容的与所述放大单元的第二差动放大单元的输入端子连接的电极以及所述积分电容的与所述差动放大单元的输入端子连接的电极是同极性的。

19.一种用于根据权利要求15所述的成像设备的驱动方法，所述多个像素部分地包含对于入射光遮蔽的光学黑色像素，该方法包括：

经由电容元件从电压供给单元向积分电路供给电压；

通过改变经由电容元件从电压供给单元供给到积分电路的电压值，使从积分电路输出的信号的电势从第一电势偏移到与第一电势不同并基于从所述光学黑色像素输出的信号被设定的第二电势，

将来自电流供给单元的电流供给到积分电路和电容元件；和

从积分电路输出具有从第二电势改变的电势的斜坡信号。

20.一种用于根据权利要求16所述的成像设备的驱动方法，所述多个像素部分地包含对于入射光遮蔽的光学黑色像素，该方法包括：

经由电容元件从电压供给单元向积分电路供给电压；

通过改变经由电容元件从电压供给单元供给到积分电路的电压值，使从积分电路输出的信号的电势从第一电势偏移到与第一电势不同并基于从所述光学黑色像素输出的信号被设定的第二电势，

将来自电流供给单元的电流供给到积分电路和电容元件；和

从积分电路输出具有从第二电势改变的电势的斜坡信号。

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