CN105981092B - 发光元件驱动电路、显示装置以及a/d转换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种使用一样的锯齿波形电压能够执行比较操作的发光元件驱动电路，A‑D转换电路以及显示装置，根据本发明的发光元件驱动电路包括：锯齿波形生成单元(11)，用于基于至少两个输入的参考信号(VSaw_1，VSaw_2)，生成变化的锯齿波形电压(VSaw)；以及比较单元(12)，用于比较模拟信号电压(VSig)和所述锯齿波形电压(VSaw)。所述发光元件驱动电路基于所述比较单元(12)的比较结果驱动发光装置(10)。因此，使用锯齿波形电压执行比较操作。

Description

发光元件驱动电路、显示装置以及A/D转换电路
技术领域
本公开涉及一种发光元件驱动电路、显示器以及A/D转换电路。
背景技术
积极发展将发光二极管(LED)用作发光单元(发光装置)的发光二极管显示器。在发光二极管显示器中，由红色发光二极管构成的发光单元用作红色发光子像素，并且由绿色发光二极管构成的发光单元用作绿色发光子像素。而且，由蓝色发光二极管构成的发光单元用作蓝色发光子像素。根据这三种子像素的发光状态，显示彩色图像。
而且，众所周知有机电致发光(Electro Luminescence，EL)显示器，该有机EL显示器将有机电致发光(EL)元件用作发光单元。在有机EL显示器中，作为用于驱动发光单元的驱动电路，广泛使用固定发光负荷的可变恒定电流驱动方法。而且，为了减少发光的不均匀性，有机EL显示器使用脉宽调制(PWM)方法(例如，参考专利文档1)。在PWM驱动方法中，使用具有锯齿波形(斜坡波形)的锯齿波形电压，并且比较锯齿波形电压和模拟视频信号电压。然后，基于比较结果，确定发光单元(发光元件)的发光周期。
引用列表
专利文档
专利文档1：日本专利申请公开号2003-223136
发明内容
本发明要解决的问题
在使用将锯齿波形电压从外面输入至发光元件驱动电路中的结构时，具有以下情况：锯齿波形电压的波形受到用于传输锯齿波形电压的线路的阻抗的影响的干扰。在使用PWM驱动方法驱动发光装置时，尤其是锯齿波形电压的前端部分(即，低等级显示需要清晰度的部分)的波形会被干扰。然后，相对于相同的视频信号电压便不会精确地显示亮度和色度，并且产生显示不均匀。
在此处，将使用PWM驱动方法用作一个示例，使用用于驱动发光装置的发光元件驱动电路，描述了由锯齿波形电压的波形的失真造成的问题。然而，在发光元件驱动电路的情况下，该问题不限于此。例如，该问题可以发生在A/D转换电路中，在该A/D转换电路中，通过使用锯齿波形电压与模拟信号进行比较操作，将模拟信号转换成数字信号。
本公开的目的在于，提供一种可以使用具有不受干扰的波形的锯齿波形电压来进行比较操作的发光元件驱动电路、一种使用发光元件驱动电路的显示器、以及一种A/D转换电路。
问题的解决方案
用于实现该目的的根据本公开的发光元件驱动电路包括：锯齿波形生成单元，用于基于待输入的至少两个参考信号，生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及比较单元，用于比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压。发光元件驱动电路基于所述比较单元的比较结果驱动发光装置。
用于实现该目的的根据本公开的显示器包括：多个像素，其包括发光单元和用于驱动所述发光单元的驱动电路，并且被配置为以二维矩阵状态设置。所述驱动电路包括：锯齿波形生成单元，其基于待输入的至少两个参考信号，生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及比较单元，其比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压。驱动电路基于所述比较单元的比较结果驱动所述发光单元。
用于实现该目的的根据本公开的A/D转换电路包括：锯齿波形生成单元，用于基于待输入的至少两个参考信号，生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及比较单元，用于比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压。A/D转换电路基于所述比较单元的比较结果生成数字信号。
具有以上结构的发光元件驱动电路、显示器或者A/D转换电路包括锯齿波形生成单元，用于生成锯齿波形电压，使得不需要通过传输线路传输锯齿波形电压并且输入锯齿波形电压。因此，传输线路等的阻抗的影响不会产生锯齿波形电压的波形的失真，并且在内部生成的锯齿波形电压(即，具有不受干扰的波形的锯齿波形电压)可以用作比较单元的比较参考输入。
本发明的效果
根据本公开，由于在内部生成的锯齿波形电压可以用作比较单元的比较参考输入，所以可以执行比较操作，该比较操作使用具有不受干扰的波形的锯齿波形电压。
并不限于以上效果，该效果可以是在本文中描述的任何效果。并且，在本文中描述的效果仅仅是示例性的，并不限于这些效果。并且，可以具有额外效果。
附图说明
图1A是根据本公开的第一实施方式的发光元件驱动电路的结构的电路图，并且图1B是根据第一实施方式的发光元件驱动电路的相应部分的信号波形的波形图；
图2是锯齿波形生成单元的示例性电路结构的电路图；
图3是用于描述锯齿波形生成单元的电路操作的波形图；
图4是比较单元和恒流源单元的示例性电路结构的电路图；
图5是根据第二实施方式的由在显示器中的发光单元和驱动电路配置成的像素等的示意图；
图6是根据第二实施方式的包含在显示器内的电路的示意图；
图7是根据第二实施方式的用于描述在显示器内的单个像素的操作的示意图；
图8是根据参考示例的包含在显示器内的电路的示意图；
图9是用于描述由传输线路的阻抗的影响等造成的锯齿波形电压的波形的失真的示意图；
图10是根据第二实施方式的在显示器内的驱动电路的结构的电路图；
图11是根据第三实施方式的使用列平行A/D转换系统的固态成像装置的轮廓结构的系统结构图；
图12是固态成像装置的示例性像素结构的电路图。
具体实施方式
下面，参考附图，详细描述本公开的实施方式。本公开的技术不限于这些实施方式，并且在这些实施方式中的各种值仅仅是示例性的。在以下描述中，相同元件或具有相同功能的元件由相同的附图标记表示，并且省略重复描述。按照以下顺序进行描述。
1、关于根据本公开的发光元件驱动电路、显示器以及A/D转换电路的描述
2、第一实施方式(发光元件驱动电路的示例)
3、第二实施方式(显示器的示例)
4、第三实施方式(使用列平行A/D转换系统的固态成像装置的示例)
<关于根据本公开的发光元件驱动电路、显示器以及A/D转换电路的描述>
根据本公开的发光元件驱动电路、显示器以及A/D转换电路可以将锯齿波形信号用作电压比锯齿波形电压更缓慢地变化的至少两个参考信号。
包括上述优选结构的根据本公开的发光元件驱动电路、显示器以及A/D转换电路可以使用具有比锯齿波形电压的频率更低的频率的至少两个参考信号。并且，至少两个参考信号可以具有包括相同频率的信号形状。此时，这两个参考信号是具有相似形式的信号，其中，波形在时间轴方向反转。部分波形可以彼此重叠。
在包括上述优选结构和形式的根据本公开的发光元件驱动电路、显示器以及A/D转换电路中，锯齿波形生成单元可以基于这两个参考信号的重叠的尖波形部分，生成锯齿波形电压。并且，锯齿波形生成单元可以包括差分电路以及切取单元，该差分电路采用所述两个参考信号之间的差值。切取单元基于与差分电路的一个输出信号同相的信号，切取这两个参考信号中的一个的波形部分，并且基于差分电路的一个输出信号的反相信号，切取这两个参考信号中的另一个的波形部分。此时，切取单元切取这两个参考信号的尖波形部分，并且合成由切取单元切取的两个波形部分并形成锯齿波形电压。
在包括上述优选结构和形式的根据本公开的显示器中，多个像素在第一方向和第二方向上以二维矩阵状态设置。在像素阵列中，沿着第一方向设置的像素组称为“列方向像素组”，并且在第二方向设置的像素组称为“行方向像素组”。在假设第一方向是显示器的竖直方向并且第二方向是显示器的水平方向时，列方向像素组表示在竖直方向设置的像素组，并且行方向像素组表示在水平方向设置的像素组。
并且，包括上述优选结构和形式的根据本公开的显示器可以包括第一输入端子和第二输入端子，第一输入端子在生成所述锯齿波形电压时输入这两个参考信号中的一个；第二输入端子在写入模拟信号电压时输入预定电压并且在生成所述锯齿波形电压时输入这两个参考信号中的另一个。此时，所述预定电压可以是在所述发光单元发光时未使用的电压。并且，在驱动电路具有将恒定电流供应给发光单元的恒流源单元时，所述预定电压可以是由恒流源单元用于确定恒定电流的参考电压。
并且，在包括上述优选结构和形式的根据本公开的显示器中，所述发光单元可以由发光二极管(LED)构成。发光二极管可以是具有已知结构和配置的发光二极管。即，优选地基于发光二极管的发光颜色，选择具有最佳结构和配置并且由适当的材料构成的发光二极管。在将发光二极管用作发光单元的显示器中，由红色发光二极管构成的发光单元用作红色发光子像素，并且由绿色发光二极管构成的发光单元用作绿色发光子像素。由蓝色发光二极管构成的发光单元用作蓝色发光子像素。这三种子像素形成单个像素，并且根据这三种子像素的发光状态，可以显示彩色图像。
在本公开中的“单个像素”对应于在显示器中的“单个子像素”。因此，在显示器中的“单个子像素”可以理解为“单个像素”。在这三种子像素形成单个像素时，Δ阵列、条纹阵列、对角线阵列以及矩形阵列可以示例性的为这三种子像素的阵列。基于PWM驱动方法，通过恒定电流驱动发光二极管，使得可以防止在发光二极管的光谱波长内生成蓝位移。并且，首先准备三个面板。第一面板由红色发光二极管构成的发光单元配置成，第二面板由绿色发光二极管构成的发光单元配置成，并且第三面板由蓝色发光二极管构成的发光单元配置成。然后，例如，来自这三个面板的光束可以应用于使用二向色棱镜收集这些光束的投影仪中。
第一实施方式
图1A是根据本公开的第一实施方式的发光元件驱动电路的结构的电路图。图1B示出根据第一实施方式的发光元件驱动电路的相应部分的信号波形。
如图1A所示，根据第一实施方式的发光元件驱动电路1包括锯齿波形生成单元11、比较单元12、发光驱动晶体管TRDrv以及恒流源单元13，并且驱动发光单元10。发光单元10由发光二极管(LED)构成。例如，将作为生成锯齿波形电压VSaw的基础的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2输入锯齿波形生成单元11中。锯齿波形生成单元11基于待输入的这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2，生成锯齿波形电压VSaw。锯齿波形电压VSaw具有锯齿波形(锯齿波形/斜坡波形)电压变化。
如图1B所示，锯齿波形电压VSaw具有包括尖前端部分的波形。作为生成锯齿波形电压VSaw的基础的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2是锯齿波形信号，其电压比锯齿波形电压VSaw更缓慢地变化。更具体而言，这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2中的每个可以是具有比锯齿波形电压VSaw的频率更低的频率的锯齿波形信号。此时，这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2优选地具有相同的频率。
并且，如图1B所示，这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2优选地是具有波形在时间轴方向反转的相似形式的信号。此时，假设这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2的部分波形彼此重叠，如图1B所示。“相似形式”在此处包括严格相似的形状以及基本上相似的形状。可以允许在设计或制造时生成变体。
输入这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2的锯齿波形生成单元11基于彼此重叠的这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2的尖波形部分生成锯齿波形电压VSaw。在图1B中，参考信号VSaw_1由实线表示，并且参考信号VSaw_2由虚线表示。因此，尖波形部分(即，锯齿波形电压VSaw)包括参考信号VSaw_1的重叠的实线部分以及参考信号VSaw_2的重叠的虚线部分。将由锯齿波形生成单元11生成的锯齿波形电压VSaw应用于比较单元12中，作为比较参考输入。
比较单元12包括比较器电路，比较单元12在高电位侧上具有电源Vdd(Vdd1)并且在低电位侧(例如，地面GND)上具有电源，作为操作电源。包含在比较单元12内的比较器电路可以是任何类型的比较器电路，并且例如，示例性的斩波型比较器电路以及差分比较器电路，该斩波型比较器电路包括用于检测两个输入信号之间的差值的差分电路单元。下面描述比较单元12的具体电路结构。
通过使其与通过扫描线SCL应用的扫描信号VGate同步，比较单元12接收通过数据线DTL供应的模拟视频信号的信号电压VSig，作为比较输入。比较单元12比较作为比较输入的视频信号的信号电压VSig和作为比较输入的从锯齿波形生成单元11中应用的锯齿波形电压VSaw。比较单元12根据信号电压VSig的幅度输出具有脉宽的驱动脉冲PDrv，作为比较结果。
发光元件驱动电路1要驱动的发光单元10、发光驱动晶体管TRDrv以及恒流源单元13在高电位侧上的电源Vdd(Vdd1)与在低电位侧上的电源(例如，地面GND)之间串联连接。例如，发光驱动晶体管TRDrv由N个通道场效应晶体管构成。然而，发光驱动晶体管TRDrv不限于N个通道场效应晶体管。恒流源单元13将恒定电流供应给发光驱动晶体管TRDrv。通过将高级驱动脉冲PDrv从比较单元12中供应给栅极电压，发光驱动晶体管TRDrv在驱动脉冲PDrv的脉宽的周期内处于导电状态中，并且将驱动电流供应给发光单元10。据此，发光单元10在驱动脉冲PDrv的脉宽的周期内发光。
通过这种方式，根据第一实施方式的发光元件驱动电路1使用PWM驱动方法。在PWM驱动方法中，在待驱动的发光单元10由发光二极管构成时，比较视频信号的信号电压VSig和锯齿波形电压VSaw，并且基于比较结果，确定发光二极管的发光周期。
在发光二极管中，由于驱动电流的量增大，所以在光谱波长内生成蓝位移，并且发射波长改变。因此，可变恒定电流驱动具有困难，使得单色色度根据亮度(驱动电流的量)改变。从这些角度来看，在发光二极管用作发光单元10时，重要的是基于PWM驱动方法驱动发光二极管。
如上所述，根据第一实施方式的发光元件驱动电路1不从外面输入锯齿波形电压VSaw，并且包括用于基于从外面输入的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2生成锯齿波形电压VSaw的锯齿波形生成单元11。在本实施方式中，描述了以下情况：作为生成锯齿波形电压VSaw的基础的锯齿波形参考信号的数量是2。然而，参考信号的数量不限于2，并且可以等于或大于3。
在将锯齿波形电压VSaw从外面输入发光元件驱动电路1中时，具有以下情况：锯齿波形电压VSaw的波形受到用于传输锯齿波形电压VSaw的线路的阻抗的影响的干扰。在使用PWM驱动方法驱动发光单元10时，在锯齿波形电压VSaw的前端部分的波形受到干扰的情况下，相对于相同的信号电压VSig不会精确地显示亮度和色度。锯齿波形电压VSaw的前端部分是低等级显示所需要的尖形波形的部分。
然而，根据第一实施方式的发光元件驱动电路1包括锯齿波形生成单元11，用于生成锯齿波形电压VSaw，使得不需要传输锯齿波形电压VSaw。结果，可以防止由传输线路的阻抗的影响造成在锯齿波形电压VSaw的前端部分中的波形失真。因此，在PWM驱动方法中，由于锯齿波形电压10可以由具有与视频信号的信号电压VSig的幅度精确对应的脉宽的驱动脉冲PDrv驱动，所以可以显示与信号电压VSig的幅度精确对应的亮度和色度。
另一方面，将作为生成锯齿波形电压VSaw的基础的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2从外面输入发光元件驱动电路1中。这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2是锯齿波形信号，其锯齿波形信号的电压比锯齿波形电压VSaw更缓慢地变化，即，比锯齿波形电压VSaw更接近正弦波的信号。换言之，锯齿波形电压VSaw具有很多谐波分量。然而，这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2具有比锯齿波形电压VSaw更少的谐波分量。因此，与通过传输线路传输锯齿波形电压VSaw相比，参考信号VSaw_1和VSaw_2的传输可以防止由传输线路等的阻抗的影响造成波形失真。
这表示使用由嵌入式锯齿波形生成单元11生成的锯齿波形电压VSaw执行PWM驱动的情况比将从外面输入的锯齿波形电压VSaw用于使用PWM驱动方法的发光元件驱动电路1来执行PWM驱动的情况更好。
(锯齿波形生成单元的示例性电路结构)
随后，描述用于生成锯齿波形电压VSaw的锯齿波形生成单元11的具体电路结构。图2是锯齿波形生成单元11的示例性电路结构的电路图。根据本示例的锯齿波形生成单元11包括差分电路111、双级逆变电路112和113以及切取单元114。
差分电路111包括差分对晶体管、电流源晶体管以及有源负荷。差分对晶体管包括两个P通道场效应晶体管TR11和TR12，其源极共同连接并且其操作差分操作。电流源晶体管包括P通道场效应晶体管TR13，其在高电位侧上的电源Vdd1与差分对晶体管TR11和TR12的电源共同连接节点之间连接。将预定的偏置电压VBias应用于P通道场效应晶体管TR13的栅极中。
有源负荷包括形成电流镜像电路的两个N通道场效应晶体管TR14和TR15。具体而言，N通道场效应晶体管TR14的漏极和栅极连接至P通道场效应晶体管TR11的漏极，并且源极连接至在低电位侧上的电源GND。N通道场效应晶体管TR15的栅极连接至N通道场效应晶体管TR14的栅极，并且漏极连接至P通道场效应晶体管TR12的漏极。源极连接至在低电位侧上的电源GND。
在具有以上结构的差分电路111中，P通道场效应晶体管TR11的栅极是一个输入端，并且将通过电路输入端子IN_1供应的参考信号VSaw_1输入栅极中。并且，P通道场效应晶体管TR12的栅极是另一个输入端，并且将通过电路输入端子IN_2提供的参考信号VSaw_2输入栅极中。P通道场效应晶体管TR12和N通道场效应晶体管TR15的漏极共同连接节点N1是差分电路111的一个输出端，并且从输出端N1中获得差分电路111的一个输出信号VA。
第一级逆变电路112包括在高电位侧上的电源Vdd1与在低电位侧上的电源GND之间串联连接的P通道场效应晶体管TR16和N通道场效应晶体管TR17。将预定的偏置电压VBias应用于P通道场效应晶体管TR16的栅极上。N通道场效应晶体管TR17的栅极连接至差分电路111的输出端N1。P通道场效应晶体管TR16和N通道场效应晶体管TR17的漏极共同连接节点N2是逆变电路112的输出端，并且从输出端N2中获得具有与差分电路111的一个输出信号VA相反的相位的信号Vc。
第二级逆变电路113包括在高电位侧上的电源Vdd1与在低电位侧上的电源GND之间串联连接的P通道场效应晶体管TR18和N通道场效应晶体管TR19。P通道场效应晶体管TR18和N通道场效应晶体管TR19的栅极共同连接至第一级逆变电路112的输出端N2。P通道场效应晶体管TR18和N通道场效应晶体管TR19的漏极共同连接节点N3是逆变电路113的输出端，并且从输出端N3中获得具有与差分电路111的一个输出信号VA相同的相位的信号VB。
切取单元114包括两个切换元件，其分别在电路输入端子IN_1和IN_2与电路输出端子OUT之间连接。这两个切换元件由N通道场效应晶体管TR21和TR22构成。N通道场效应晶体管TR21在电路输入端子IN_1和电路输出端子OUT之间连接，并且栅极连接至第二级逆变电路113的输出端N3。N通道场效应晶体管TR22在电路输入端子IN_2和电路输出端子OUT之间连接，并且栅极连接至第一级逆变电路112的输出端N2。
接下来，参考在图3的波形图，描述具有上述电路结构的锯齿波形生成单元11的电路操作。在图3中，示出锯齿波形生成单元11的相应单元的信号波形。即，示出两个参考信号VSaw_1和VSaw_2、差分电路111的一个输出信号VA、第一级逆变电路112的输出信号VC以及第二级逆变电路113的输出信号VB的波形。
在具有如图2所示的电路结构的锯齿波形生成单元11中，差分电路111根据具有锯齿波形的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2，执行差分操作，使得从差分电路111的一个输出端N1中获得在参考信号VSaw_1和VSaw_2之间的差值作为一个输出信号VA。通过穿过第一级逆变电路112，获得输出信号VA，作为在图3所示的矩形波输出信号VC，并且通过穿过第二级逆变电路113，获得输出信号VA，作为输出信号VB，该信号是矩形波，与输出信号VC一样。
将第一级逆变电路112的输出信号VC(即，具有与差分电路111的一个输出信号VA相反的相位的信号VC)应用于切取单元114的N通道场效应晶体管TR22的栅极中，作为切换信号。因此，N通道场效应晶体管TR22响应于第一级逆变电路112的输出信号VC并且处于导电状态中，即，N通道场效应晶体管TR22在与参考信号VSaw_1重叠的参考信号VSaw_2的波形部分中处于导电状态中。结果，N通道场效应晶体管TR22切取与参考信号VSaw_1重叠的参考信号VSaw_2的尖波形部分。
将第二级逆变电路113的输出信号VB(即，具有与差分电路111的一个输出信号VA相同的相位的信号VB)应用于切取单元114的N通道场效应晶体管TR21的栅极中，作为切换信号。因此，N通道场效应晶体管TR21响应于第二级逆变电路113的输出信号VB并且处于导电状态中，即，N通道场效应晶体管TR21在与参考信号VSaw_2重叠的参考信号VSaw_1的波形部分中处于导电状态中。结果，N通道场效应晶体管TR21切取与参考信号VSaw_2重叠的参考信号VSaw_1的尖波形部分。
N通道场效应晶体管TR21和TR22的相应源极共同连接至电路输出端子OUT，使得由场效应晶体管TR21切取的波形部分以及由场效应晶体管TR22切取的波形部分彼此合成。即，切取单元114具有用于切取锯齿波形的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2彼此重叠的尖波形部分的功能以及用于合成这两个切取的波形部分的功能。从电路输出端子OUT中获得切取单元114所切取和合成的结果，作为锯齿波形电压VSaw。
如上所述，根据本示例的锯齿波形生成单元11具有电路结构，用于通过基于差分电路111的输出信号VA切取锯齿波形参考信号VSaw_1和VSaw_2彼此重叠的尖波形部分并且合成切取的尖波形部分，来生成锯齿波形电压VSaw。换言之，在以上电路结构中，作为生成锯齿波形电压VSaw的基础的锯齿波形参考信号VSaw_1和VSaw_2的波形被切取并且彼此合成。因此，由于可以使用锯齿波形参考信号VSaw_1和VSaw_2的波形生成锯齿波形电压VSaw，所以根据锯齿波形参考信号VSaw_1和VSaw_2的波形，可以容易确定锯齿波形电压VSaw的波形。
上面描述的锯齿波形生成单元11的电路结构仅仅是示例性的，并且不限于上述电路结构。并且，包含在锯齿波形生成单元11内的场效应晶体管的TR11到TR19、TR21以及TR22的导电类型不限于在图2示出的场效应晶体管的导电类型。
(比较单元和恒流源单元的示例性电路结构)
接下来，描述比较视频信号的信号电压VSig和锯齿波形电压VSaw的比较单元12和恒流源单元13的具体电路结构。图4是比较单元12和恒流源单元13的示例性电路结构的电路图。
首先，描述比较单元12的电路结构。根据本示例的比较单元12具有包括差分电路121的差分比较器电路的结构。差分电路121包括两个P通道场效应晶体管(差分对晶体管)TR31和TR32，其源极共同连接并且其操作差分操作。包括N通道场效应晶体管TR33和TR34的电流镜像电路122在差分电路121的一个场效应晶体管TR31的漏极与在低电位侧上的电源GND之间连接。并且，包括N通道场效应晶体管TR35和TR36的电流镜像电路123在差分电路121的另一个场效应晶体管TR32的漏极与在低电位侧上的电源GND之间连接。
在电流镜像电路122中，场效应晶体管TR33和TR34的栅极彼此连接。场效应晶体管TR33的漏极通过P通道场效应晶体管TR37连接至在高电位侧上的电源Vdd1。场效应晶体管TR34的栅极和漏极彼此连接。在电流镜像电路123中，场效应晶体管TR35和TR36的栅极彼此连接。场效应晶体管TR35的漏极通过P通道场效应晶体管TR38连接至在高电位侧上的电源Vdd1。场效应晶体管TR36的栅极和漏极彼此连接。在电源Vdd1的侧边上的两个P通道场效应晶体管TR37和TR38的栅极彼此连接，并且场效应晶体管TR37的栅极和漏极彼此连接，以便形成电流镜像电路124。
两个P通道场效应晶体管TR39和TR40在差分对晶体管TR31和TR32的电源共同连接节点N11与在高电位侧上的电源Vdd1之间串联连接。效应晶体管TR39是一个示例性开关电路，并且根据通过输入端子202应用于栅极中的锯齿波形电压VSaw，执行开/关操作。效应晶体管TR40是用于将恒定电流应用于差分电路121中的电流源晶体管。
N通道场效应晶体管TR41在作为差分电路121的一个输入端的差分对晶体管TR32的栅极与输入视频信号的信号电压VSig的输入端子201之间连接。场效应晶体管TR41是信号写入晶体管(取样晶体管)，通过响应于从输入端子203输入的并且直接应用于栅极中的高级扫描信号VGate，并且处于导电状态中，该晶体管接收信号电压VSig。
并且，N通道场效应晶体管TR42在差分对晶体管TR32的栅极与输入锯齿波形电压VSaw的输入端子202之间连接。场效应晶体管TR42是锯齿波形写入晶体管(取样晶体管)，通过响应于从输入端子203输入的、由逆变电路125极性反转的并且应用在栅极上的反转扫描信号invVGate，并且处于导电状态中，该晶体管接收锯齿波形电压VSaw。
P通道场效应晶体管TR43和电容元件C11在输入参考电压VRef的输入端子204与在高电位侧上的电源Vdd1之间串联连接。场效应晶体管TR43响应于从输入端子203输入的、由逆变电路125极性反转的并且应用于栅极中的反转扫描信号invVGate，并且处于导电状态中。将应用于场效应晶体管TR43和电容元件C11的共同连接节点N12中的电压应用于电流源晶体管TR40的栅极，作为偏置电压。即，从输入端子204输入的参考电压VRef是用于确定应用于电流源晶体管TR40的栅极中的偏置电压的电压。
电容元件C11在输入参考电压IRef的输入端子205与作为差分电路121的另一个输入端的差分对晶体管TR31的栅极之间连接。并且，N通道场效应晶体管TR44在差分对晶体管TR31的栅极与场效应晶体管TR35和TR36的漏极共同连接节点N13之间连接。场效应晶体管TR44响应于通过输入端子203应用于栅极中的高级扫描信号VGate并且处于导电状态中，以便在差分对晶体管TR31的栅极与节点N13之间短路。
P通道场效应晶体管TR45和N通道场效应晶体管TR46在场效应晶体管TR35和TR38的漏极共同连接节点N13与节点N14之间并联连接。在从输入端子203输入的并且直接应用于栅极中的扫描信号VGate的电平低时，场效应晶体管TR45处于导电状态中。同样，在从输入端子203输入的、由逆变电路125极性反转的并且应用于栅极中的反转扫描信号invVGate的电平高时，场效应晶体管TR46处于导电状态中。
P通道场效应晶体管TR47在节点N14与在高电位侧上的电源Vdd1之间连接。在从输入端子203输入的、由逆变电路125极性反转的并且应用于栅极中的反转扫描信号invVGate的电平低时，场效应晶体管TR47处于导电状态中。这使节点N14的电位成为电源Vdd1的电位。通过由逆变电路126进行极性反转，节点N14的电位变成驱动脉冲PDrv，并且应用于发光单元驱动晶体管TRDrv的栅极中。由发光二极管构成的发光单元10并联连接至P通道场效应晶体管TR48。
随后，描述恒流源单元13的电路结构。将参考电压VRef从输入端子204输入至恒流源单元13中，并且将参考电压IRef从输入端子205输入恒流源单元13中。恒流源单元13基于参考电压VRef和参考电压IRef执行电流/电压转换，并且生成恒定电流，以供应给发光单元10。即，参考电压VRef和参考电压IRef是用于确定供应给发光单元10的恒定电流的电压。
根据本示例的恒流源单元13包括N通道场效应晶体管TR51到TR55和电容元件C21。响应于从输入端子203输入的高级扫描信号VGate并且处于导电状态中，场效应晶体管TR51接收参考电压VRef。响应于从输入端子203输入的高级扫描信号VGate并且处于导电状态中，场效应晶体管TR52接收参考电压IRef。即，在扫描信号VGate的电平高时，即，在写入视频信号的信号电压VSig时，在恒流源单元13中接收参考电压VRef和参考电压IRef，并且在电容元件C21中写入其差分电压。在其他情况下，在恒流源单元13中不接收参考电压。
场效应晶体管TR55是用于将恒定电流供应给发光单元驱动晶体管TRDrv的电流源晶体管，并且串联连接至发光单元驱动晶体管TRDrv。电容元件C21在场效应晶体管TR51和TR52的源极之间连接。
场效应晶体管TR53在场效应晶体管TR51的源极与场效应晶体管TR55的栅极之间连接。在从输入端子203输入的、由逆变电路125极性反转的并且应用于栅极中的反转扫描信号invVGate的电平高时，场效应晶体管TR53处于导电状态中。场效应晶体管TR54在场效应晶体管TR52的源极与场效应晶体管TR55的源极之间连接。在从输入端子203输入的、由逆变电路125极性反转的并且应用于栅极中的反转扫描信号invVGate的电平高时，场效应晶体管TR54处于导电状态中。即，在除了扫描信号invVGate的电平高的情况以外的情况下，即，写入视频信号的信号电压VSig使得在场效应晶体管TR55的栅极与源极之间应用电容元件C21的两端的电压的情况，场效应晶体管TR53和场效应晶体管TR54处于导电状态中。
在此处描述的比较单元12和恒流源单元13的电路结构仅仅是示例性的，并且电路结构不限于上述电路结构。并且，包含在比较单元12内的场效应晶体管TR31到TR48和包含在恒流源单元13内的场效应晶体管TR51到TR55的导电类型不限于在图4中示出的导电类型。
第二实施方式
图5是根据第二实施方式的包括显示器(根据本公开的显示器)的发光单元和驱动电路的像素等的示意图。图6是根据第二实施方式的用于配置显示器的电路的示意。为了简化示图，单个像素的电路结构在图5中示出为具有代表性，并且图6中示出5×5像素。
在根据第二实施方式的显示器中，多个像素2(更具体而言，子像素，并且这同样适用于以下描述)配置为以二维矩阵状态设置，多个像素2包括发光单元10和用于驱动发光单元10的驱动电路20。具体而言，多个像素2在第一方向和第二方向上以二维矩阵状态设置。根据第二实施方式的显示器进一步包括例如扫描单元101和视频信号输出单元102，作为外围驱动单元，用于驱动像素2。
发光单元10由发光二极管(LED)构成。多个像素2的每个驱动电路20由根据第一实施方式的发光元件驱动电路1构成。据此，根据第二实施方式的显示器使用用于使发光单元10基于视频信号的信号电压VSig在根据电位的周期内发光的驱动方法，即，用于对发光单元10进行PWM驱动的驱动方法。根据PWM驱动方法，可以减少发光单元10的发光的不均匀性。
更具体而言，如图5所示，多个像素2的每个驱动电路20包括锯齿波形生成单元11、比较单元12、发光单元驱动晶体管TRDrv以及恒流源单元13。例如，发光单元驱动晶体管TRDrv由N通道场效应晶体管构成。然而，发光单元驱动晶体管TRDrv不限于N通道场效应晶体管。发光单元驱动晶体管TRDrv连接至发光单元10，以与恒流源单元13一起串联驱动并且在高电位侧上的电源Vdd(Vdd2)与在低电位侧上的电源(例如，地面GND0之间连接。
锯齿波形生成单元11基于待输入的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2，生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压VSaw。将锯齿波形电压VSaw应用于比较单元12中。而且，将信号电压(发光强度信号)VSig应用于比较单元12中。具体而言，信号电压VSig是用于控制像素2的发光状态(亮度)的视频信号电压。
比较单元12由比较器电路构成，并且具有通过数据线DTL提供的模拟视频信号的信号电压VSig，并且，通过使信号电压VSig与通过扫描线SCL应用的扫描信号VGate同步并且接收信号电压VSig而将接收信号电压VSig作为比较输入。比较单元12比较作为比较输入的视频信号的信号电压VSig和作为比较参考输入的从锯齿波形生成单元11中应用的锯齿波形电压VSaw。比较单元12根据信号电压VSig的幅度输出具有脉宽的驱动脉冲PDrv，作为比较结果。
恒流源单元13将恒定电流供应给发光单元驱动晶体管TRDrv。发光单元驱动晶体管TRDrv将电流供应给发光单元10，并且通过由从比较单元12中输出的驱动脉冲PDrv驱动，使发光单元10发光。
图7是根据第二实施方式的用于描述在显示器内的单个像素的操作的示意图。在图7中，示出了扫描信号VGate、锯齿波形电压VSaw以及信号电压VSig的波形以及发光单元10的发光状态。关于锯齿波形电压VSaw，低等级部分(低电压部分)剧烈变化，并且尤其地，锯齿波形电压VSaw相对于低等级部分的波形质量敏感。
例如，发光单元10的发光周期基于从视频信号输出单元102中应用的信号电压VSig以及从锯齿波形生成单元11中应用的锯齿波形电压VSaw。使用随着时间的消逝而改变的锯齿波形电压VSaw，执行伽玛校正。即，具有作为变量的时间的锯齿波形电压VSaw的变化率的绝对值与常数2.2成比例。因此，不需要为伽玛校正提供电路。
在根据第二实施方式的显示器中，将根据第一实施方式的发光元件驱动电路1用作多个像素2的每个驱动电路20，每个像素2(每个驱动电路20)包括锯齿波形生成单元11，其基于待输入的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2，生成锯齿波形电压VSaw。
通常，使用PWM驱动方法的显示器具有将锯齿波形电压VSaw从外面输入多个像素2的每个驱动电路20中的结构。在图8中示出使用从外面输入锯齿波形电压VSaw的结构的显示器的结构，作为参考示例。如图8所示，根据参考示例的显示器包括用于输入锯齿波形电压VSaw的第一输入端子301。锯齿波形电压VSaw从第一输入端子301中输入并且使用为每个像素行提供的传输线路L传输给每个像素行的每个像素2。将锯齿波形电压VSaw从在图4的输入端子202中输入比较单元12中。
除了第一输入端子301以外，根据参考示例的显示器还包括用于输入参考电压VRef的第二输入端子302以及用于输入参考电压IRef的第三输入端子303。在第二输入端子302输入参考电压VRef之后，通过在图4的输入端子204，将参考电压VRef输入比较单元12和恒流源单元13中。在第三输入端子303输入参考电压IRef之后，通过在图4的输入端子205，将参考电压IRef输入比较单元12和恒流源单元13中。
在显示器与根据参考示例的显示器一样具有将锯齿波形电压VSaw从外面输入至多个像素2的每个驱动电路20中的结构时，具有以下情况：用于传输锯齿波形电压VSaw的线路L的阻抗的影响生成锯齿波形电压VSaw的波形的失真。关于这种情况，参考在图9的示意图，进行描述。
如图9所示，在外面提供的锯齿波形生成单元32生成的锯齿波形电压VSaw通过输出缓冲器33从在显示面板31内提供的终端(对应于在图8的第二输入端子302)中输入显示面板31中。通过在基板上形成多个像素2等，形成显示面板31。使用为每个像素行提供的传输线路L，将锯齿波形电压VSaw传输给每个像素行的每个像素2。
如图9所示，在使用传输线路L传输锯齿波形电压VSaw时线路L的阻抗大的情况下，甚至在锯齿波形电压VSaw的前端部分的尖形在线路L的输入部分高时，在线路L的端部生成锯齿波形电压VSaw的前端部分的波形的失真。在使用PWM驱动方法的显示器中，尤其在锯齿波形电压VSaw的前端部分的波形(即，低等级显示所需要的尖形部分的波形)受到干扰时，相对于相同的视频信号电压VSig不会精确地显示亮度和色度，并且生成显示不均匀性。在极端情况下，发生一部分屏幕不发射具有低等级的光的问题。
在此处，以下情况可以示例性地为传输线路L的阻抗增大的情况。作为一个示例，考虑玻璃基板用作显示面板31的基板的情况。在玻璃基板用作显示面板31的基板时，在玻璃基板上形成传输线路L。作为通常可以便宜获得的玻璃基板(玻璃线路基板)，可以考虑用于薄膜晶体管(TFT)的Al溅射线路基板。然而，在Al溅射线路基板的情况下，不能使线路的薄膜厚度厚，并且该厚度大约是1微米。因此，与在使用玻璃环氧基板等的情况下相比，线路的阻抗更高。
而且，需要更高清晰度的显示器。因此，像素的尺寸需要更小。此外，在像素之间提供的锯齿波形电压VSaw的传输线路L的线宽减小。在线路L的线宽减小时，传输线路L的阻抗相应地更高。并且，在传输线路L的线路长度随着显示器的尺寸的增大而变得更长并且像素的数量随着清晰度更高而增加时，传输线路L的线路宽度随其变得更窄，并且传输线路L的阻抗随其变得更高。根据以上原因，在锯齿波形电压VSaw的传输线路L的阻抗更高时，由于传输距离更长，所以干扰锯齿波形电压VSaw的波形。
使根据第二实施方式的显示器解决以下问题：锯齿波形电压VSaw的波形受到锯齿波形电压VSaw的传输线路L的阻抗的影响的干扰。根据第二实施方式的显示器具有以下结构：用于生成锯齿波形电压VSaw的锯齿波形生成单元11位于多个像素2的每个中(每个驱动电路20)。因此，根据第二实施方式的显示器不需要通过将传输线路L用作根据参考示例的显示器传输锯齿波形电压VSaw。因此，可以解决该问题，使得锯齿波形电压VSaw的波形受到传输线路L等的阻抗的影响的干扰。
结果，甚至在玻璃基板用作显示面板31的基板时，可以防止锯齿波形电压VSaw的波形失真。使用PWM驱动方法的显示器可以通过驱动脉冲PDrv驱动发光单元10，该驱动脉冲具有与视频信号的信号电压VSig的幅度精确对应的脉宽。因此，由于可以显示与信号电压VSig的幅度精确对应的亮度和色度，所以可以防止产生显示不均匀。
另一方面，使用为每个像素行提供的线路，将这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2传输给每个像素行的每个像素2。然而，与在传输锯齿波形电压VSaw的情况下相比，波形的失真可以更小。如上所述，这是因为其将电压比锯齿波形电压VSaw更缓慢地变化的锯齿波形信号(即，比锯齿波形电压VSaw更接近正弦波的信号)用作参考信号VSaw_1和VSaw_2。
更具体而言，为每个像素行提供的信号线不仅具有线路的电阻元件R，而且具有电容元件C。电阻元件R和电容元件C形成RC低通滤波器。即，包括电阻元件R和电容元件C的信号线具有频率特征。在其电压快速变化的信号(例如，锯齿波形电压VSaw)穿过RC低通滤波器时，消除高频元件。结果，电压缓慢变化，并且波形受到干扰(变形)。
如上所述，将其电压比锯齿波形电压VSaw更缓慢地变化的锯齿波形信号用作这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2，与传输锯齿波形电压VSaw的情况相比，波形的失真可以更多地减少。可以基于用于传输参考信号VSaw_1和VSaw_2的信号线(传输线路)的频率特征，确定这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2的频率。
在使用以下结构时：锯齿波形生成单元11位于多个像素2的每个中(每个驱动电路20)并且基于这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2生成锯齿波形电压VSaw，需要提供两个端子，以输入参考信号VSaw_1和VSaw_2。使用将锯齿波形电压VSaw从外面输入多个像素2的每个驱动电路20中的结构的根据参考示例的显示器需要单个端子(第一输入端子301)，以输入锯齿波形电压VSaw，如图8所示。
然而，根据第二实施方式的显示器具有现有终端也用作输入参考信号VSaw_1和VSaw_2的端子的结构。具体而言，在根据参考示例的显示器中，用于输入在发光单元10发光时不使用的预定电压(例如，参考电压VRef)的第二输入端子302也用作用于输入参考信号VSaw_1和VSaw_2的端子。
在此处，描述了输入预定电压(例如，参考电压VRef)的第二输入端子302也用可以用作用于输入参考信号VSaw_1和VSaw_2的终端的原因。如上所述，参考电压VRef是用于确定供应给在恒流源单元13中的发光单元10的恒定电流的电压。在恒流源单元13中不接收参考电压VRef，与写入视频信号的信号电压VSig的情况不同。即，参考电压VRef是在发光单元10发光时不使用的电压。
另一方面，在发光单元10的发光周期内，需要锯齿波形电压VSaw。因此，优选地在发光周期中将参考信号VSaw_1和VSaw_2输入锯齿波形生成单元11中。由于写入信号电压VSig时的周期与发光单元10的发光周期不重叠，所以用于输入参考电压VRef的第二输入端子302还可以用作用于输入参考信号VSaw_1和VSaw_2的终端。
具体而言，如图6所示，在根据第二实施方式的显示器中，用于在根据参考示例的显示器中输入锯齿波形电压VSaw的第一输入端子301用作参考信号VSaw_1的输入端子。在生成锯齿波形电压VSaw时，第一输入端子301输入参考信号VSaw_1。并且，用于在根据参考示例的显示器中输入参考电压VRef的第二输入端子302用作参考电压VRef和参考信号VSaw_2的输入端子。在写入至少信号电压VSig时，第二输入端子302输入预定电压(例如，参考电压VRef)，并且在生成锯齿波形电压VSaw时，输入参考信号VSaw_2。
在此处，用于确定将恒定电流供应给发光单元10的参考电压VRef例证为预定电压。然而，预定电压不限于参考电压VRef。在发光单元10发光的情况下不使用电压时，用于输入以上电压的终端还可以用作用于输入参考信号VSaw_1和VSaw_2的终端。
如上所述，在包括锯齿波形生成单元11并且基于这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2生成锯齿波形电压VSaw时，使用通过两种方式使用现有终端的结构。因此，具有以下优点：不需要增加显示面板31的终端的数量。并且，如图10所示，在多个像素2的每个(驱动电路20)中，由于输入端子204可以共同用作参考电压VRef和参考信号VSaw_2的输入端子，所以具有以下优点：不需要增加驱动电路20的终端的数量。
第三实施方式
接下来，关于根据第一实施方式的发光元件驱动电路1的原理，描述第三实施方式，使用锯齿波形电压VSaw将第三实施方式应用于将模拟信号转换成数字信号的A/D转换电路中。在第三实施方式中，描述了以下情况：将根据第一实施方式的发光元件驱动电路1的技术应用于在列平行A/D转换系统固态成像装置中的A/D转换电路中，作为一个示例。
图11是作为根据第三实施方式的固态成像装置的类型(例如，X-Y地址系统固态成像装置)的CMOS图像传感器的轮廓结构的系统结构图。在此处，CMOS图像传感器是通过应用或者部分使用CMOS过程所产生的图像传感器。
[系统结构]
如图11所示，根据第三实施方式的CMOS图像传感器包括像素阵列单元51、用于驱动像素阵列单元51的每个像素40的外围驱动系统，以及信号处理系统。通过将像素40以二维矩阵状态设置形成像素阵列单元51。在本示例中，例如，提供行扫描单元52、电流源53、列处理单元54、锯齿波形生成单元55、列扫描单元56、水平输出线57以及时间控制单元58，作为外围驱动系统和信号处理系统。驱动系统和信号处理系统集成在像素阵列单元51集成的半导体基板(芯片)上。
在该系统结构中，时间控制单元58基于主时钟MCK生成时钟信号CK和控制信号CS1和CS2，作为行扫描单元52、列处理单元54以及列扫描单元56的操作的参考。由时间控制单元58生成的时钟信号CK和控制信号CS1和CS2应用于行扫描单元52、列处理单元54、列扫描单元56等等，作为其驱动信号。
像素阵列单元51具有以下结构：具有光电转换器的像素40设置在行方向和列方向，即，以二维矩阵状态设置，其中，所述光电转换器用于根据所接收的光的量生成光电电荷并且累积该光电电荷。在此处，行方向表示像素行的像素的设置方向(即，水平方向)，并且列方向表示像素列的像素的设置方向(即，竖直方向)。
在像素阵列单元51中，在具有矩阵形式的像素设置中，沿着行方向为每个像素行设置行控制线61(611到61n)，并且沿着列方向为每个像素列设置列控制线62(621到62m)。在从像素40中读取信号时，行控制线61传输控制信号，以执行控制。行控制线61在图11中显示为单个线路。然而，行控制线61的数量不限于1。行控制线611到61n的相应端连接至行扫描单元52的相应输出端，用于对应于每行。电流源531到53m分别连接至列控制线621到62m。
行扫描单元52包括移位寄存器和地址解码器，并且同时或者逐行驱动像素阵列单元51的像素40。即，行扫描单元52和用于控制行扫描单元52的时间控制单元58形成驱动单元，用于驱动像素阵列单元51的每个像素40。未示出行扫描单元52的具体结构。然而，行扫描单元52通常包括两个扫描系统，即，读取扫描系统和扫掠扫描系统(sweeping scanningsystem)。
读取扫描系统逐行选择并且扫描像素阵列单元51的像素40，以便从像素40中读取信号。从像素40中读取的信号是模拟信号。扫掠扫描系统相对于读取扫描系统执行读取扫描的读取行，在比读取扫描更早的快门速度的时间段扫掠和扫描像素。通过扫掠扫描系统进行扫掠扫描，在读取行中从像素40的光电转换器中扫除不必要的电荷。因此，重新设置光电转换器。通过扫掠扫描系统扫除(重新设置)不必要的电荷，执行所谓的电子快门操作。在此处，电子快门操作是用于清除光电转换器的光电电荷并且用于重新开始曝光(开始累积光电电荷)的操作。
由读取扫描系统的读取操作读取的信号对应于在电子快门操作之前或之后立即执行的读取操作之后接收的光的量。从在电子快门操作之前或者扫除时间之时立即执行的读取操作的读取时间到在此时的读取操作的读取时间的周期是在像素40中的光电电荷的曝光时间。
例如，列处理单元54包括为像素阵列单元51的每个像素列提供的A/D转换电路63(631到63m)，即，为具有一一对应关系的每个列信号线62(621到62m)提供的。A/D转换电路63(631到63m)通过列信号线621到62m将从每列的像素阵列单元51的每个像素40中输出的模拟信号(像素信号)转换成数字信号。
为像素阵列单元51的每个像素列提供锯齿波形生成单元55(551到55m)，分别对应于A/D转换电路63(631到63m)。锯齿波形生成单元55(551到55m)基于待输入的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2，生成具有锯齿波形电压变化的斜坡波形锯齿波形电压VSaw。锯齿波形生成单元55(551到55m)将所生成的锯齿波形电压VSaw供应给A/D转换电路631到63m。
所有A/D转换电路631到63m具有相同的结构。在此处，描述在第m列的A/D转换电路63m的具体结构，作为一个示例。A/D转换电路63m包括比较器电路71、作为计数单元的加/减计数器(在图11中表示为“U/D计数器”)72、传输开关73以及存储装置74。
比较器电路71比较根据从在第m列的像素阵列单元51的每个像素40中输出的像素信号的列信号线62m的信号电压VOut和由锯齿波形生成单元55m生成的锯齿波形电压VSaw。例如，在锯齿波形电压VSaw高于信号电压VOut时，比较器电路71的输出Vco的电平变低。在锯齿波形电压VSaw等于或低于信号电压VOut时，输出Vco的电平变高。
加/减计数器72是异步计数器，并且在从时间控制单元58中应用的控制信号CS1的控制下，从时间控制单元58中应用时钟信号CK。通过与时钟信号CK同步的减计算(DOWN)/加计算(UP)，加/减计数器72测量比较周期。比较周期从比较器电路71的比较操作的开始到比较操作的结束。
在从时间控制单元58中应用的控制信号CS2的控制下，在加/减计数器72完成在某行的像素40的计数操作时，打开(关闭)传输开关73。传输开关73将加/减计数器72的计数结果传输给存储装置74。
通过这种方式，在每个A/D转换电路63(631到63m)中的比较器电路71对模拟信号执行比较操作，该模拟信号通过每个像素列的列信号线621到62m由像素阵列单元51的每个像素40提供。加/减计数器72执行从比较器电路71的比较操作的开始到比较操作的结束的计数操作，使得模拟信号转换成数字信号并且储存在存储装置74内。
列扫描单元56包括移位寄存器和地址解码器等，并且在列处理单元54中对A/D转换电路631到63m的列地址和列扫描执行控制。在列扫描单元56的控制下，相应的A/D转换电路631到63m所A/D转换的数字信号由水平输出线57按照顺序读取，并且通过水平输出线57作为图像数据输出。
在以上示例中，关于列处理单元54，描述了以下结构：为具有一一对应关系的每个列信号线62提供A/D转换电路63。然而，A/D转换电路63的设置不限于一一对应关系。例如，可以使用以下结构：A/D转换电路63由多个像素列共享并且由像素列时分使用。
[像素结构]
在图12示出像素40的示例性结构。如图12所示，根据本实施方式的像素40包括例如光电二极管41，作为光电转换器。除了光电二极管41，例如，像素40还包括电荷/电压转换单元42、传输晶体管(传输栅极)43、重置晶体管44、放大器晶体管45以及选择晶体管46。
在此处，例如，N通道MOS晶体管用作传输晶体管43、重置晶体管44、放大器晶体管45以及选择晶体管46。然而，上述传输晶体管43、重置晶体管44、放大器晶体管45以及选择晶体管46的组合仅仅是示例性的。该组合不限于此。
像之前描述的行控制线61(611到61n)一样，多个控制线被设置至共同的相同像素行内的每个像素40。为了简化示图，在图12中未示出多个控制线。多个控制线连接至对应于在每个像素行单元内的行扫描单元52的每个像素行的输出端。行扫描单元52将传输信号TRG、重置信号RST以及选择信号SEL适当地输出给多个控制线。
光电二极管41的阳极连接至在低电位侧(例如，地面GND)的电源。光电二极管41根据所接收的光的量将所接收的光通过光电转换成具有电荷量的光电电荷(在此处，光电子)，并且累积光电电荷。光电二极管41的阴极通过传输晶体管43电气连接至放电器晶体管45的栅极。
电气连接至放电器晶体管45的栅极的区域是用于将电荷转换成电压的电荷/电压转换单元42。电荷/电压转换单元42在下面称为浮动扩散/浮动扩散区域/杂质浮动扩散(FD)单元42。
传输晶体管43在光电二极管41的阳极与FD单元42之间连接。其高电平(例如，VDD电平)有效(在下面称为“高-有效”)的传输信号TRG从行扫描单元13中应用于传输晶体管43的栅极中。传输晶体管43响应于传输信号TRG并且处于导电状态中，使得传输信号TRG由光电二极管41光电转换，并且将累积的光电电荷传输给FD单元42。
重置晶体管44的漏极连接至重置电源VRST，并且源极连接至FD单元42。高-有效重置信号RST从行扫描单元52中应用于重置晶体管44的栅极中。重置晶体管44响应于重置信号RST并且处于导电状态中，并且通过将FD单元42的电荷扔到重置电源VRST中，来重置FD单元42。
放电器晶体管45的栅极连接至FD单元42，并且漏极连接至像素电源VDD。放电器晶体管45是作为用于读取由光电二极管41的光电转换所获得的信号的读取电路的源极跟随器的输入单元。即，放电器晶体管45的源极通过选择晶体管46连接至列信号线22，以便形成电流源53(531到53m)以及连接至列信号线22的一端的源极跟随器。
例如，选择晶体管46的漏极连接至放电器晶体管45的源极，并且源极连接至列信号线62。高活性选择信号SEL从行扫描单元52中应用于选择晶体管46的栅极中。选择晶体管46响应于选择信号SEL并且处于导电状态中，以便将像素40的状态变成选择状态并且将从放电器晶体管45中输出的信号传输给列信号线62。
选择晶体管46可以使用在像素电源VDD与放电器晶体管45的源极之间连接的电路结构。并且，像素40不限于具有上述4Tr像素结构的像素。例如，可以使用3Tr像素结构，其中，省略选择晶体管46，并且放电器晶体管45具有选择晶体管46的功能。
如上所述，在第三实施方式中，将根据第一实施方式的发光元件驱动电路1的技术应用于在列平行A/D转换系统CMOS图像传感器中的A/D转换电路63(631到63m)中。即，为对应于每个A/D转换电路63(631到63m)的像素阵列单元51的每个像素列提供锯齿波形生成单元55(551到55m)。锯齿波形生成单元55基于每个像素列的两个参考信号VSaw_1和VSaw_2，生成锯齿波形电压VSaw。
通过该方式，通过将根据第一实施方式的发光元件驱动电路1的技术应用于A/D转换电路63(631到63m)中，不需要沿着像素行传输锯齿波形电压VSaw。因此，由于可以防止传输线路的阻抗的影响造成锯齿波形电压VSaw的前端部分的波形失真，所以A/D转换电路63可以实现更精确的A/D转换操作。
在本实施方式中，将根据第一实施方式的发光元件驱动电路1的技术应用于在列平行A/D转换系统CMOS图像传感器中的A/D转换电路63中。然而，该结构不限于此。即，可以将根据第一实施方式的发光元件驱动电路1的技术应用于单个A/D转换电路中，用于使用锯齿波形电压VSaw，其中，需要在足够长的距离上传输锯齿波形电压VSaw，用于生成由传输线路等的阻抗的影响造成的波形的失真。
在上述第一到第三实施方式中，两个参考信号VSaw_1和VSaw_2用作锯齿波形信号，作为生成锯齿波形电压VSaw的参考。然而，参考信号不限于这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2。然而，为了尽可能减少传输参考信号的线路的数量，优选地基于这两个参考信号VSaw_1和VSaw_2生成锯齿波形电压VSaw。
本公开可以采用以下结构。
[1]一种发光元件驱动电路，包括：
锯齿波形生成单元，被配置为基于待输入的至少两个参考信号生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及
比较单元，被配置为比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压，其中，
基于所述比较单元的比较结果驱动发光装置。
[2]根据[1]所述的发光元件驱动电路，其中，
所述至少两个参考信号是锯齿波形信号，其电压比所述锯齿波形电压更缓慢地变化。
[3]根据[2]所述的发光元件驱动电路，其中，
所述至少两个参考信号是具有比所述锯齿波形电压的频率更低的频率的信号。
[4]根据[2]或[3]所述的发光元件驱动电路，其中，
所述至少两个参考信号具有相同的频率。
[5]根据[2]到[4]中任一项所述的发光元件驱动电路，其中，
所述至少两个参考信号是具波形在时间轴方向反转的相似波形的信号，并且所述至少两个参考信号的部分波形彼此重叠。
[6]根据[5]所述的发光元件驱动电路，其中，
所述锯齿波形生成单元基于所述两个参考信号的重叠的尖波形部分生成所述锯齿波形电压。
[7]根据[6]所述的发光元件驱动电路，其中，
所述锯齿波形生成单元包括：差分电路，所述差分电路获取所述两个参考信号之间的差值；以及切取单元，所述切取单元基于具有与所述差分电路的一个输出信号相同相位的信号，切取所述两个参考信号中的一个的波形部分，并且基于具有与所述差分电路的所述一个输出信号相反相位的信号，切取所述两个参考信号中的另一个的波形部分；以及
合成由所述切取单元切取的两个波形部分并形成所述锯齿波形电压。
[8]根据[7]所述的发光元件驱动电路，其中，
所述切取单元切取所述两个参考信号的尖波形部分。
[9]一种显示器，包括：
多个像素，被配置为包括发光单元和用于驱动所述发光单元的驱动电路，并且被配置为以二维矩阵状态设置，其中，
所述驱动电路包括：锯齿波形生成单元，其基于待输入的至少两个参考信号，生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及比较单元，其比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压；以及
基于所述比较单元的比较结果驱动所述发光单元。
[10]根据[9]所述的显示器，包括：
第一输入端子，被配置为在生成所述锯齿波形电压时输入所述两个参考信号中的一个；以及
第二输入端子，被配置为在写入模拟信号电压时输入预定电压，并且在生成所述锯齿波形电压时输入所述两个参考信号中的另一个。
[11]根据[10]所述的显示器，其中，
所述预定电压是在所述发光单元发光时未被使用的电压。
[12]根据[11]所述的显示器，其中，
所述驱动电路包括恒流源单元，用于将恒定电流提供给所述发光单元；以及
所述预定电压是用于确定所述恒流源单元的恒定电流的参考电压。
[13]根据[9]到[12]中任一项所述的显示器，其中，
所述发光单元由发光二极管构成。
[14]一种A/D转换电路，包括：
锯齿波形生成单元，被配置为基于待输入的至少两个参考信号，生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及
比较单元，被配置为比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压，其中，
基于所述比较单元的比较结果生成数字信号。
附图标记列表
1 发光元件驱动电路
2 像素
10 发光单元
11 锯齿波形生成单元
12 比较单元
13 恒流源单元
20 驱动电路
31 显示面板
32 锯齿波形生成单元
33 输出缓冲器
40 像素
41 光电二极管
42 电荷/电压转换单元
43 传输晶体管(传输栅极)
44 重置晶体管
45 放大器晶体管
46 选择晶体管
51 像素阵列单元
52 行扫描单元
53 电流源
54 列处理单元
55(551到55m)锯齿波形生成单元
56 列扫描单元
57 水平输出线
58 定时控制单元
61(611到61n)行信号线
62(621到62m)列信号线
63(631到63m)A/D转换电路
71 比较器电路
72 加/减计数器
73 传输开关
74 存储装置
101 扫描单元
102 视频信号输出单元
111、121 差分电路
112、113、125、126 逆变电路
114 切取单元
122、123、124 电流镜像电路
201到205 输入端子
301 第一输入端子
302 第二输入端子
303 第三输入端子
TRDrv 发光单元驱动晶体管
PDrv 驱动脉冲
VGate 扫描信号
VSaw_1、VSaw_2 参考信号
VSig 模拟视频信号的信号电压
Vaw 锯齿波形电压
VRef、IRef 参考电压。

Claims (13)

1.一种发光元件驱动电路，包括：
锯齿波形生成单元，被配置为基于待输入的至少两个参考信号生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及
比较单元，被配置为比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压，其中，
所述发光元件驱动电路基于所述比较单元的比较结果驱动发光装置；
其中，所述至少两个参考信号是电压比所述锯齿波形电压更缓慢地变化的锯齿波形信号。
2.根据权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，
所述至少两个参考信号是具有比所述锯齿波形电压的频率更低的频率的信号。
3.根据权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，
所述至少两个参考信号具有相同的频率。
4.根据权利要求1所述的发光元件驱动电路，其中，
所述至少两个参考信号是具有波形在时间轴方向反转的相似形式的信号，以及所述至少两个参考信号的部分波形彼此重叠。
5.根据权利要求4所述的发光元件驱动电路，其中，
所述锯齿波形生成单元基于所述两个参考信号的重叠的尖波形部分生成所述锯齿波形电压。
6.根据权利要求5所述的发光元件驱动电路，其中，
所述锯齿波形生成单元包括：差分电路，所述差分电路获取所述两个参考信号之间的差值；以及切取单元，所述切取单元基于具有与所述差分电路的一个输出信号相同相位的信号，切取所述两个参考信号中的一个的波形部分，并且基于具有与所述差分电路的所述一个输出信号相反相位的信号，切取所述两个参考信号中的另一个的波形部分；以及
所述发光元件驱动电路合成由所述切取单元切取的两个波形部分，以形成所述锯齿波形电压。
7.根据权利要求6所述的发光元件驱动电路，其中，
所述切取单元切取所述两个参考信号的尖波形部分。
8.一种显示器，包括：
多个像素，被配置为包括发光单元和用于驱动所述发光单元的驱动电路，并且被配置为以二维矩阵状态设置，其中，
所述驱动电路包括：锯齿波形生成单元，所述锯齿波形生成单元基于待输入的至少两个参考信号，生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及比较单元，所述比较单元比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压；以及
基于所述比较单元的比较结果驱动所述发光单元；
其中，所述至少两个参考信号是电压比所述锯齿波形电压更缓慢地变化的锯齿波形信号。
9.根据权利要求8所述的显示器，包括：
第一输入端子，被配置为在生成所述锯齿波形电压时输入所述两个参考信号中的一个；以及
第二输入端子，被配置为在写入模拟信号电压时输入预定电压，并且在生成所述锯齿波形电压时输入所述两个参考信号中的另一个。
10.根据权利要求9所述的显示器，其中，
所述预定电压是在所述发光单元发光时未被使用的电压。
11.根据权利要求10所述的显示器，其中，
所述驱动电路包括恒流源单元，所述恒流源单元用于将恒定电流提供给所述发光单元；以及
所述预定电压是用于确定所述恒流源单元的恒定电流的参考电压。
12.根据权利要求8所述的显示器，其中，
所述发光单元由发光二极管构成。
13.一种A/D转换电路，包括：
锯齿波形生成单元，被配置为基于待输入的至少两个参考信号，生成具有锯齿波形电压变化的锯齿波形电压；以及
比较单元，被配置为比较模拟信号电压和所述锯齿波形电压，其中，
基于所述比较单元的比较结果生成数字信号；
其中，所述至少两个参考信号是电压比所述锯齿波形电压更缓慢地变化的锯齿波形信号。
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