JP2014241532A - コンパレータ回路、a/d変換回路、及び、表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本開示のコンパレータ回路は、信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に非反転入力端が接続された差動増幅器と、差動増幅器の反転入力端に一端が接続され、他端に基準電圧が与えられた容量部と、差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、を有する。
【選択図】 図3
Description
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に一端が接続された容量部と、
容量部の他端に反転入力端が接続され、非反転入力端に基準電圧が与えられた差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有する。
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に非反転入力端が接続された差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端に一端が接続され、他端に基準電圧が与えられた容量部と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有する。
発光部、及び、発光部を駆動する駆動回路から構成された画素が2次元マトリクス状に配置されて成り、
駆動回路は、
信号電圧と制御波形とを比較するコンパレータ回路、及び、
コンパレータ回路の出力に応じて発光部を駆動する駆動用トランジスタ、
を備えており、
コンパレータ回路は、
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に一端が接続された容量部と、
容量部の他端に反転入力端が接続され、非反転入力端に基準電圧が与えられた差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有する。
発光部、及び、発光部を駆動する駆動回路から構成された画素が2次元マトリクス状に配置されて成り、
駆動回路は、
信号電圧と制御波形とを比較するコンパレータ回路、及び、
コンパレータ回路の出力に応じて発光部を駆動する駆動用トランジスタ、
を備えており、
コンパレータ回路は、
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に非反転入力端が接続された差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端に一端が接続され、他端に基準電圧が与えられた容量部と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有する。
尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、これに限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
1.第1の態様、第2の態様に係るコンパレータ回路及び表示装置、全般に関する説明
2.実施例1(第1の態様に係るコンパレータ回路)
3.実施例2(第2の態様に係るコンパレータ回路)
4.実施例3(表示装置の画素に用いる例)
5.実施例4(固体撮像装置のA/D変換回路に用いる例)
本開示の第1の態様に係るコンパレータ回路及び本開示の第1の態様に係る表示装置を、以下、総称して、単に、『本開示の第1の態様』と呼ぶ場合がある。同様に、本開示の第2の態様に係るコンパレータ回路及び本開示の第2の態様に係る表示装置を、以下、総称して、単に、『本開示の第2の態様』と呼ぶ場合がある。
図3は、本開示の実施例2(第2の態様)に係るコンパレータ回路の構成を示す回路図である。
実施例1〜実施例3において説明したように、図1に示すコンパレータ回路10A、あるいは、図3に示すコンパレータ回路10Bにおいて、容量部14には、データ線DTLの電位、即ち、信号電圧VSigに基づく電位に応じた電荷が蓄積される。云い換えれば、容量部14は、信号電圧VSigに基づく電位を保持する。
第1番目の画素ブロックにおいて、以上の動作が完了すると、制御波形生成回路103から、第1番目の画素ブロックに制御波形VSawが供給される。即ち、第1番目の画素ブロックにおける全画素20を構成する駆動回路22(具体的には、第1のスイッチ部11)が一斉に作動状態となり、第1番目の画素ブロックに属する全画素20における発光部21が発光する。1つの制御波形VSawの電圧の絶対値は、時間の経過と共に、減少(下降)し、次いで、増加(上昇)する。そして、時間の経過と共に変化する制御波形VSawの電圧によってガンマ補正がなされる。即ち、時間を変数とした制御波形VSawの電圧の変化率(微分値)の絶対値は、定数2.2に比例する。
図11に示すように、実施例4に係るCMOSイメージセンサは、画素40が、複数、2次元マトリクス状に配列されて成る画素アレイ部51と、当該画素アレイ部51の各画素40を駆動する周辺の駆動系や信号処理系を有する。本例では、周辺の駆動系や信号処理系として、例えば、行走査部52、電流源部53、カラム処理部54、参照信号生成部55、列走査部56、水平出力線57、及び、タイミング制御部58が設けられている。これらの駆動系や信号処理系は、画素アレイ部51と同一の半導体基板(チップ)上に集積されている。
図12は、画素40の構成の一例を示す。図12に示すように、本構成例に係る画素40は、光電変換部として例えばフォトダイオード41を有している。画素40は、フォトダイオード41に加えて、例えば、電荷電圧変換部42、転送トランジスタ(転送ゲート部)43、リセットトランジスタ44、増幅トランジスタ45、及び、選択トランジスタ46を有する構成となっている。
[A01]《コンパレータ回路・・・第1の態様》
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に一端が接続された容量部と、
容量部の他端に反転入力端が接続され、非反転入力端に基準電圧が与えられた差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有するコンパレータ回路。
[A02]基準電圧は、電源変動の影響を受けない固定の電圧である上記[A01]に記載のコンパレータ回路。
[A03]制御波形は、鋸波形の電圧変化を有する上記[A01]又は上記[A02]に記載のコンパレータ回路。
[A04]第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部は、同相のスイッチ制御パルスで駆動され、
第2のスイッチ部は、第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部と逆相のスイッチ制御パルスで駆動される上記[A01]から上記[A03]のいずれかに記載のコンパレータ回路。
[A05]差動増幅器の出力端に接続され、差動増幅器の出力に応じて電流を供給する電流供給部を有し、
基準電圧は、電流供給部に対応した電源部及び接地部とは独立して供給される上記[A01]から上記[A04]のいずれかに記載のコンパレータ回路。
[B01]《コンパレータ回路・・・第2の態様》
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に非反転入力端が接続された差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端に一端が接続され、他端に基準電圧が与えられた容量部と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有するコンパレータ回路。
[B02]基準電圧は、電源変動の影響を受けない固定の電圧である上記[B01]に記載のコンパレータ回路。
[B03]制御波形は、鋸波形の電圧変化を有する上記[B01]又は上記[B02]に記載のコンパレータ回路。
[B04]第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部は、同相のスイッチ制御パルスで駆動され、
第2のスイッチ部は、第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部と逆相のスイッチ制御パルスで駆動される上記[B01]から上記[B03]のいずれかに記載のコンパレータ回路。
[B05]差動増幅器の出力端に接続され、差動増幅器の出力に応じて電流を供給する電流供給部を有し、
基準電圧は、電流供給部に対応した電源部及び接地部とは独立して供給される上記[B01]から上記[B04]のいずれかに記載のコンパレータ回路。
[C01]《A/D変換回路・・・第1の態様に係るコンパレータ回路に対応》
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に一端が接続された容量部と、
容量部の他端に反転入力端が接続され、非反転入力端に基準電圧が与えられた差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有するコンパレータ回路を備えるA/D変換回路。
[C02]基準電圧は、電源変動の影響を受けない固定の電圧である上記[C01]に記載のA/D変換回路。
[C03]制御波形は、鋸波形の電圧変化を有する上記[C01]又は上記[C02]に記載のA/D変換回路。
[C04]第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部は、同相のスイッチ制御パルスで駆動され、
第2のスイッチ部は、第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部と逆相のスイッチ制御パルスで駆動される上記[C01]から上記[C03]のいずれかに記載のA/D変換回路。
[C05]差動増幅器の出力端に接続され、差動増幅器の出力に応じて電流を供給する電流供給部を有し、
基準電圧は、電流供給部に対応した電源部及び接地部とは独立して供給される上記[C01]から上記[C04]のいずれかに記載のA/D変換回路。
[D01]《A/D変換回路・・・第2の態様に係るコンパレータ回路に対応》
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に非反転入力端が接続された差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端に一端が接続され、他端に基準電圧が与えられた容量部と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有するコンパレータ回路を備えるA/D変換回路。
[D02]基準電圧は、電源変動の影響を受けない固定の電圧である上記[D01]に記載のA/D変換回路。
[D03]制御波形は、鋸波形の電圧変化を有する上記[D01]又は上記[D02]に記載のA/D変換回路。
[D04]第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部は、同相のスイッチ制御パルスで駆動され、
第2のスイッチ部は、第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部と逆相のスイッチ制御パルスで駆動される上記[D01]から上記[D03]のいずれかに記載のA/D変換回路。
[D05]差動増幅器の出力端に接続され、差動増幅器の出力に応じて電流を供給する電流供給部を有し、
基準電圧は、電流供給部に対応した電源部及び接地部とは独立して供給される上記[D01]から上記[D04]のいずれかに記載のA/D変換回路。
[E01]《表示装置・・・第1の態様》
発光部、及び、発光部を駆動する駆動回路から構成された複数の画素が2次元マトリクス状に配置されて成り、
駆動回路は、
信号電圧と制御波形とを比較するコンパレータ回路、及び、
コンパレータ回路の出力に応じて発光部を駆動する駆動用トランジスタ、
を備えており、
コンパレータ回路は、
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に一端が接続された容量部と、
容量部の他端に反転入力端が接続され、非反転入力端に基準電圧が与えられた差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有する表示装置。
[E02]複数の画素は、第1の方向及び第2の方向に2次元マトリクス状に配列され、画素群は第1の方向に沿ってP個の画素ブロックに分割されており、
第1番目の画素ブロックに属する画素を構成する発光部から、第P番目の画素ブロックに属する画素を構成する発光部まで、画素ブロック毎に、順次、一斉に発光させ、且つ、一部の画素ブロックに属する画素を構成する発光部を発光させているとき、残りの画素ブロックに属する画素を構成する発光部を発光させない上記[E01]に記載の表示装置。
[E03]複数の制御波形に基づき、発光部が、複数回、発光する上記[E01]又は上記[E02]に記載の表示装置。
[E04]1表示フレーム内における制御波形の数よりも、1表示フレーム内における駆動回路に供給される制御波形の数は少ない上記[E01]から上記[E03]のいずれかに記載の表示装置。
[E05]複数の画素は、半導体上に形成されている上記[E01]から上記[E04]のいずれかに記載の表示装置。
[E06]1表示フレームにおいて、常に、いずれかの画素ブロックが発光している上記[E01]乃至上記[E05]のいずれかに記載の表示装置。
[E07]1表示フレームにおいて、発光していない画素ブロックが存在する上記[E01]乃至上記[E06]のいずれかに記載の表示装置。
[E08]鋸波形の電圧変化を有する制御パルスを生成する制御パルス生成回路を1つ備えている上記[E01]乃至上記[E07]のいずれかに記載の表示装置。
[E09]1つの制御パルスの電圧の絶対値は、時間の経過と共に、増加し、次いで、減少する上記[E01]乃至上記[E08]のいずれかに記載の表示装置。
[E10]時間の経過と共に変化する制御パルスの電圧によってガンマ補正がなされる上記[E09]に記載の表示装置。
[E11]時間を変数とした制御パルスの電圧の変化率の絶対値は、定数2.2に比例する上記[E10]に記載の表示装置。
[E12]発光部は発光ダイオードから構成されている上記[E01]乃至上記[E11]のいずれかに記載の表示装置。
[E13]基準電圧は、電源変動の影響を受けない固定の電圧である上記[E01]から上記[E12]のいずれかに記載の表示装置。
[E14]制御波形は、鋸波形の電圧変化を有する上記[E01]から上記[E13]のいずれかに記載の表示装置。
[E15]第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部は、同相のスイッチ制御パルスで駆動され、
第2のスイッチ部は、第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部と逆相のスイッチ制御パルスで駆動される上記[E01]から上記[E14]のいずれかに記載の表示装置。
[E16]差動増幅器の出力端に接続され、差動増幅器の出力に応じて電流を供給する電流供給部を有し、
基準電圧は、電流供給部に対応した電源部及び接地部とは独立して供給される上記[E01]から上記[E15]のいずれかに記載の表示装置。
[F01]《表示装置・・・第2の態様》
発光部、及び、発光部を駆動する駆動回路から構成された複数の画素が2次元マトリクス状に配置されて成り、
駆動回路は、
信号電圧と制御波形とを比較するコンパレータ回路、及び、
コンパレータ回路の出力に応じて発光部を駆動する駆動用トランジスタ、
を備えており、
コンパレータ回路は、
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に非反転入力端が接続された差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端に一端が接続され、他端に基準電圧が与えられた容量部と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有する表示装置。
[F02]複数の画素は、第1の方向及び第2の方向に2次元マトリクス状に配列され、画素群は第1の方向に沿ってP個の画素ブロックに分割されており、
第1番目の画素ブロックに属する画素を構成する発光部から、第P番目の画素ブロックに属する画素を構成する発光部まで、画素ブロック毎に、順次、一斉に発光させ、且つ、一部の画素ブロックに属する画素を構成する発光部を発光させているとき、残りの画素ブロックに属する画素を構成する発光部を発光させない上記[F01]に記載の表示装置。
[F03]複数の制御波形に基づき、発光部が、複数回、発光する上記[F01]又は上記[F02]に記載の表示装置。
[F04]1表示フレーム内における制御波形の数よりも、1表示フレーム内における駆動回路に供給される制御波形の数は少ない上記[F01]から上記[F03]のいずれかに記載の表示装置。
[F05]複数の画素は、半導体上に形成されている上記[F01]から上記[F04]のいずれか記載の表示装置。
[F06]1表示フレームにおいて、常に、いずれかの画素ブロックが発光している上記[F01]乃至上記[F05]のいずれかに記載の表示装置。
[F07]1表示フレームにおいて、発光していない画素ブロックが存在する上記[F01]乃至上記[F06]のいずれかに記載の表示装置。
[F08]鋸波形の電圧変化を有する制御パルスを生成する制御パルス生成回路を1つ備えている上記[F01]乃至上記[F07]のいずれかに記載の表示装置。
[F09]1つの制御パルスの電圧の絶対値は、時間の経過と共に、増加し、次いで、減少する上記[F01]乃至上記[F08]のいずれかに記載の表示装置。
[F10]時間の経過と共に変化する制御パルスの電圧によってガンマ補正がなされる上記[F09]に記載の表示装置。
[F11]時間を変数とした制御パルスの電圧の変化率の絶対値は、定数2.2に比例する上記[F10]に記載の表示装置。
[F12]発光部は発光ダイオードから構成されている上記[F01]乃至上記[F11]のいずれかに記載の表示装置。
[F13]基準電圧は、電源変動の影響を受けない固定の電圧である上記[F01]から上記[F12]のいずれかに記載の表示装置。
[F14]制御波形は、鋸波形の電圧変化を有する上記[F01]から上記[F13]のいずれかに記載の表示装置。
[F15]第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部は、同相のスイッチ制御パルスで駆動され、
第2のスイッチ部は、第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部と逆相のスイッチ制御パルスで駆動される上記[F01]から上記[F14]のいずれかに記載の表示装置。
[F16]差動増幅器の出力端に接続され、差動増幅器の出力に応じて電流を供給する電流供給部を有し、
基準電圧は、電流供給部に対応した電源部及び接地部とは独立して供給される上記[F01]から上記[F15]のいずれかに記載の表示装置。
Claims (21)
- 信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に一端が接続された容量部と、
容量部の他端に反転入力端が接続され、非反転入力端に基準電圧が与えられた差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有するコンパレータ回路。 - 基準電圧は、固定の電圧である請求項1に記載のコンパレータ回路。
- 制御波形は、鋸波形の電圧変化を有する請求項1に記載のコンパレータ回路。
- 第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部は、同相のスイッチ制御パルスで駆動され、
第2のスイッチ部は、第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部と逆相のスイッチ制御パルスで駆動される請求項1に記載のコンパレータ回路。 - 差動増幅器の出力端に接続され、差動増幅器の出力に応じて電流を供給する電流供給部を有し、
基準電圧は、電流供給部に対応した電源部及び接地部とは独立して供給される請求項1に記載のコンパレータ回路。 - 信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に非反転入力端が接続された差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端に一端が接続され、他端に基準電圧が与えられた容量部と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有するコンパレータ回路。 - 基準電圧は、固定の電圧である請求項6に記載のコンパレータ回路。
- 制御波形は、鋸波形の電圧変化を有する請求項6に記載のコンパレータ回路。
- 第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部は、同相のスイッチ制御パルスで駆動され、
第2のスイッチ部は、第1のスイッチ部及び第3のスイッチ部と逆相のスイッチ制御パルスで駆動される請求項6に記載のコンパレータ回路。 - 差動増幅器の出力端に接続され、差動増幅器の出力に応じて電流を供給する電流供給部を有し、
基準電圧は、電流供給部に対応した電源部及び接地部とは独立して供給される請求項6に記載のコンパレータ回路。 - 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のA/D変換回路。
- 発光部、及び、発光部を駆動する駆動回路から構成された複数の画素が2次元マトリクス状に配置されて成り、
駆動回路は、
信号電圧と制御波形とを比較するコンパレータ回路、及び、
コンパレータ回路の出力に応じて発光部を駆動する駆動用トランジスタ、
を備えており、
コンパレータ回路は、
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に一端が接続された容量部と、
容量部の他端に反転入力端が接続され、非反転入力端に基準電圧が与えられた差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有する表示装置。 - 複数の画素は、第1の方向及び第2の方向に2次元マトリクス状に配列され、画素群は第1の方向に沿ってP個の画素ブロックに分割されており、
第1番目の画素ブロックに属する画素を構成する発光部から、第P番目の画素ブロックに属する画素を構成する発光部まで、画素ブロック毎に、順次、一斉に発光させ、且つ、一部の画素ブロックに属する画素を構成する発光部を発光させているとき、残りの画素ブロックに属する画素を構成する発光部を発光させない請求項12に記載の表示装置。 - 複数の制御波形に基づき、発光部が、複数回、発光する請求項12に記載の表示装置。
- 1表示フレーム内における制御波形の数よりも、1表示フレーム内における駆動回路に供給される制御波形の数は少ない請求項12に記載の表示装置。
- 複数の画素は、半導体上に形成されている請求項12に記載の表示装置。
- 発光部、及び、発光部を駆動する駆動回路から構成された複数の画素が2次元マトリクス状に配置されて成り、
駆動回路は、
信号電圧と制御波形とを比較するコンパレータ回路、及び、
コンパレータ回路の出力に応じて発光部を駆動する駆動用トランジスタ、
を備えており、
コンパレータ回路は、
信号電圧を選択的に取り込む第1のスイッチ部と、
制御波形を選択的に取り込む第2のスイッチ部と、
第1のスイッチ部及び第2のスイッチ部の各出力端に非反転入力端が接続された差動増幅器と、
差動増幅器の反転入力端に一端が接続され、他端に基準電圧が与えられた容量部と、
差動増幅器の反転入力端と出力端との間を選択的に短絡する第3のスイッチ部と、
を有する表示装置。 - 複数の画素は、第1の方向及び第2の方向に2次元マトリクス状に配列され、画素群は第1の方向に沿ってP個の画素ブロックに分割されており、
第1番目の画素ブロックに属する画素を構成する発光部から、第P番目の画素ブロックに属する画素を構成する発光部まで、画素ブロック毎に、順次、一斉に発光させ、且つ、一部の画素ブロックに属する画素を構成する発光部を発光させているとき、残りの画素ブロックに属する画素を構成する発光部を発光させない請求項17に記載の表示装置。 - 複数の制御波形に基づき、発光部が、複数回、発光する請求項17に記載の表示装置。
- 1表示フレーム内における制御波形の数よりも、1表示フレーム内における駆動回路に供給される制御波形の数は少ない請求項17に記載の表示装置。
- 複数の画素は、半導体上に形成されている請求項17に記載の表示装置。
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