本發(fā)明涉及信號處理裝置、控制方法、攝像元件及電子設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及用于抑制電功耗增加的信號處理裝置、控制方法、攝像元件及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

在過去，被稱為所謂的單斜率積分型或斜坡信號比較型的a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)是已知的，在這種a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)中，將模擬單位信號和用于至數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換的斜坡形參考信號相互比較，并以與比較處理并行的方式執(zhí)行計數(shù)處理，從而基于在完成比較處理時的時間點處的計數(shù)值來獲得單位信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。

引用文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請?zhí)亻_號2008-136042

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

近年來，在形成在半導(dǎo)體基板等上的電子電路中要求更低的電功耗。然而，當(dāng)向執(zhí)行a/d轉(zhuǎn)換的這種電子電路供應(yīng)較小的電流以抑制電功耗增加時，用于對模擬單位信號和參考信號進(jìn)行比較的比較部的響應(yīng)變慢，由此導(dǎo)致a/d轉(zhuǎn)換性能的劣化的風(fēng)險，特別是轉(zhuǎn)換處理時的高速特性的劣化的風(fēng)險。換言之，當(dāng)旨在保持a/d轉(zhuǎn)換時的充分的高速性能時，難以抑制電功耗的增加。

考慮到這種情況而提出本發(fā)明，并且本發(fā)明旨在抑制電功耗的增加。

技術(shù)方案

本發(fā)明的方面提供了一種信號處理裝置，信號處理裝置包括控制部，控制部控制用于比較多個信號的信號電平的比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在比較部比較多個信號的信號電平時的時段的比較時段，使比較時段之外的時段的電流量減小。

比較部在差動級中包括多個對的電流源部和開關(guān)，每個電流源部用于供應(yīng)電流，每個開關(guān)能夠切斷來自電流源部的電流的路徑，對并聯(lián)地相互連接，并且通過針對多個對之中的一部分?jǐn)嚅_開關(guān)以切斷由電流源部供應(yīng)的電流的路徑，控制部使比較時段之外的時段的電流量減小。

控制部能夠設(shè)定要被斷開的開關(guān)，并在比較時段之外的時段期間斷開被設(shè)定的開關(guān)。

比較部在差動級中包括用于供應(yīng)電流的電流源部，并且通過使電流源部的柵極電位降低，控制部使比較時段之外的時段的電流量減少。

相比于比較時段，控制部能夠使比較部的自動調(diào)零時段的電流量減少。

能夠進(jìn)一步包括比較部。

能夠進(jìn)一步包括計數(shù)器，計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)，直到比較部進(jìn)行的對多個信號之間的信號電平的比較的結(jié)果發(fā)生改變。

多個信號能夠包括預(yù)定參考信號和從單位像素讀取的信號。

比較部能夠用于：在相關(guān)雙采樣的復(fù)位時段期間，比較參考信號和從單位像素讀取的復(fù)位信號；且在相關(guān)雙采樣的信號讀取時段期間，比較參考信號和從單位像素讀取的像素信號，并且相比于復(fù)位時段的比較時段和信號讀取時段的比較時段，控制部使比較時段之外的時段的電流量減小。

同時，本發(fā)明的方面提供了一種控制方法，控制方法控制用于比較多個信號的信號電平的比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在比較部比較多個信號的信號電平時的時段的比較時段，使比較時段之外的時段的電流量減小。

本發(fā)明的另一方面提供了一種攝像元件，攝像元件包括：像素陣列，在像素陣列中以矩陣形式布置有多個單位像素；比較部，其比較從像素陣列中的單位像素讀取的信號與預(yù)定參考信號之間的信號電平；計數(shù)器，其進(jìn)行計數(shù)，直到由比較部進(jìn)行的對信號電平的比較的結(jié)果發(fā)生改變；以及控制部，其控制比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在比較部比較從單位像素讀取的信號與參考信號之間的信號電平時的時段的比較時段，使比較時段之外的時段的電流量減小。

本發(fā)明的又一個方面提供了一種電子設(shè)備，電子設(shè)備包括：攝像元件，其對拍攝對象進(jìn)行攝像；以及圖像處理部，其對通過由攝像元件進(jìn)行的攝像獲得的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理，其中，攝像元件包括：像素陣列，在像素陣列中以矩陣形式布置有多個單位像素；比較部，其比較從像素陣列中的單位像素讀取的信號與預(yù)定參考信號之間的信號電平；計數(shù)器，其進(jìn)行計數(shù)，直到由比較部進(jìn)行的對信號電平的比較的結(jié)果發(fā)生改變；以及控制部，其控制比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在比較部比較從單位像素讀取的信號與參考信號之間的信號電平時的時段的比較時段，使比較時段之外的時段的電流量減小。

根據(jù)本發(fā)明的方面，控制用于比較多個信號的信號電平的比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在比較部比較多個信號的信號電平時的時段的比較時段，使比較時段之外的時段的電流量減小。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在包括以矩陣形式布置有多個單位像素的像素陣列的攝像元件中，控制用于比較從像素陣列中的單位像素讀取的信號與預(yù)定參考信號之間的信號電平的比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在比較部比較從單位像素讀取的信號與參考信號之間的信號電平時的時段的比較時段，使比較時段之外的時段的電流量減小。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，在電子設(shè)備的包括以矩陣形式布置有多個單位像素的像素陣列的攝像元件中，控制用于比較從像素陣列中的單位像素讀取的信號與預(yù)定參考信號之間的信號電平的比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在比較部比較從單位像素讀取的信號與參考信號之間的信號電平時的時段的比較時段，使比較時段之外的時段的電流量減小。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明，可對信號進(jìn)行處理。另外，根據(jù)本發(fā)明，可以抑制耗電量的增加。

附圖說明

圖1是示出了比較部的示例性主構(gòu)造的示圖。

圖2是用于說明比較如何進(jìn)行的示例的時序圖。

圖3是示出了圖像傳感器的示例性主構(gòu)造的示圖。

圖4是示出了像素陣列的示例性主構(gòu)造的示圖。

圖5是示出了單位像素的示例性主構(gòu)造的示圖。

圖6是示出了a/d轉(zhuǎn)換器的示例性主構(gòu)造的示圖。

圖7是示出了列a/d轉(zhuǎn)換器的示例性主構(gòu)造的示圖。

圖8是示出了比較部的示例性主構(gòu)造的示圖。

圖9是用于說明比較如何進(jìn)行的示例的時序圖。

圖10是用于說明比較如何進(jìn)行的示例的時序圖。

圖11是用于說明比較如何進(jìn)行的示例的時序圖。

圖12是用于說明比較如何進(jìn)行的示例的時序圖。

圖13是用于說明比較如何進(jìn)行的示例的時序圖。

圖14是用于說明獲得何種比較結(jié)果的示例的時序圖。

圖15是用于說明控制處理的示例性流程的流程圖。

圖16是示出了比較部的另一示例性構(gòu)造的示圖。

圖17是示出了比較如何進(jìn)行的另一示例的時序圖。

圖18是用于說明控制處理的另一示例性流程的流程圖。

圖19是示出了比較部的另一個示例性構(gòu)造的示圖。

圖20是用于說明比較如何進(jìn)行的另一個示例的時序圖。

圖21是用于說明控制處理的另一個示例性流程的流程圖。

圖22是示出了圖像傳感器的示例性物理構(gòu)造的示圖。

圖23是示出了示例性像素部的示圖。

圖24是示出了圖像傳感器的另一示例性構(gòu)造的示圖。

圖25是示出了圖像傳感器的另一示例性構(gòu)造的示圖。

圖26是示出了攝像裝置的示例性主構(gòu)造的示圖。

具體實施方式

下面將說明用于實施本發(fā)明的方式(以下稱為實施例)。注意，將按照以下順序給出說明。

1.第一實施例(圖像傳感器)

2.第二實施例(圖像傳感器)

3.第三實施例(圖像傳感器)

4.第四實施例(圖像傳感器的另一示例性構(gòu)造)

5.第五實施例(攝像裝置)

1.第一實施例

比較部的電功耗和響應(yīng)速度

存在著被稱為所謂的單斜率積分型或斜坡信號比較型的a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)，在這種a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)中，將模擬單位信號和用于至數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換的斜坡形參考信號相互比較，并以與該比較處理并行的方式執(zhí)行計數(shù)處理，從而基于在完成比較處理時的時間點處的計數(shù)值來獲得單位信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

圖1示出了在這種a/d轉(zhuǎn)換中使用的典型比較部的示例性主構(gòu)造。如圖1所示，典型比較部由圖左側(cè)的差動級和圖右側(cè)的放大級構(gòu)成。比較部將從差動級處的輸入端子12輸入的信號的信號電平與從輸入端子11輸入的參考信號的信號電平進(jìn)行比較，并接著從放大級處的輸出端子13輸出用于表示比較結(jié)果的信號。

在差動級處設(shè)置有開關(guān)21和電流源部22。電流源部22根據(jù)柵極電位vg供應(yīng)電流。開關(guān)21能夠在斷開時切斷漏極側(cè)處的電流源部22的電流路徑。即，開關(guān)21可以在斷開時停止來自電流源部22的電流供應(yīng)。

當(dāng)使用以上述方式構(gòu)造的比較部對從像素讀取的信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換時，如在圖2所示的時序圖中，在進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換時(在a/d轉(zhuǎn)換期間)，使用于開關(guān)21的控制信號保持為高電平，從而將開關(guān)21的狀態(tài)維持在接通狀態(tài)。換言之，使來自電流源部22的電流保持恒定(電流i)。在圖2的進(jìn)行根據(jù)相關(guān)雙采樣技術(shù)的a/d轉(zhuǎn)換的示例中，在相關(guān)雙采樣的整個a/d轉(zhuǎn)換時段期間，使來自電流源部22的電流保持恒定(電流i)，該a/d轉(zhuǎn)換時段包括自動調(diào)零時段(時間點t0至?xí)r間點t1)、在將從像素讀出的復(fù)位信號與參考信號進(jìn)行比較時的p相比較時段(時間點t2至?xí)r間點t3)以及在將從像素讀出的像素信號與參考信號進(jìn)行比較時的d相比較時段(時間點t4至?xí)r間點t5)。

近年來，在形成在半導(dǎo)體基板等上的電子電路中要求更低的功耗。在這種情況下，例如為了抑制圖1中的比較部的電功耗增加，考慮減小電流i。然而，在這種比較部中，來自電流源部22的電流和比較部的響應(yīng)速度具有取舍(trade-off)關(guān)系。因此，電流i的減小將減慢用于對模擬單位信號和參考信號進(jìn)行比較的比較部的響應(yīng)，由此導(dǎo)致a/d轉(zhuǎn)換性能的劣化的風(fēng)險，特別是轉(zhuǎn)換處理時的高速特性的劣化的風(fēng)險。

近年來，需要確保高速a/d轉(zhuǎn)換，而在大多數(shù)情況下，a/d轉(zhuǎn)換的處理速度的裕度不是很大。因此，難以使電流i減小。換言之，當(dāng)旨在保持a/d轉(zhuǎn)換的充分的高速性能時，難以抑制電功耗的增加。

比較部中的電流控制

對于用于解決這種問題的方案，在用于對多個信號的信號電平進(jìn)行比較的比較部中的差分級處控制電流量，使得相比于比較時段(在比較時段期間，比較部對多個信號的信號電平進(jìn)行比較)，比較時段之外的時段內(nèi)的電流量減小。

例如，信號處理裝置包括控制部，控制部用于對多個信號的信號電平進(jìn)行比較的比較部中的差動級處的電流量進(jìn)行控制，使得相比于比較時段(在比較時段期間，比較部對多個信號的信號電平進(jìn)行比較)，比較時段之外的時段內(nèi)的電流量減小。

利用該構(gòu)造，信號處理裝置可抑制電功耗的增加。

此外，在差動級中可以設(shè)置有彼此并聯(lián)地連接的多個對的電流源部(每個電流源部用于供應(yīng)電流)和開關(guān)(每個開關(guān)都能夠切斷來自電流源部的電流的路徑)，使得通過針對所述多個對之中的一部分?jǐn)嚅_開關(guān)以切斷由電流源部供應(yīng)的電流的路徑來減小比較時段之外的時段內(nèi)的電流量。

利用該構(gòu)造，通過接通/斷開開關(guān)這種簡單的控制，可以將比較時段之外的時段內(nèi)的來自電流源的電流量減小成小于比較時段內(nèi)的電流量。即，可以以較簡單方式來控制電流量。也可以以更高的速度改變電流量，并因此以更高的速度控制電流量。

同時，相比于比較部的比較時段，可以使自動調(diào)零時段內(nèi)的電流量減小。利用該構(gòu)造，可減少比較部中的輸出延遲。

另外，可進(jìn)一步設(shè)置比較部。由此，可以在多個信號之間比較信號電平，并同時抑制電功耗的增加。而且，還可以設(shè)置計數(shù)器，計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)，直到由比較部獲得的多個信號之間的信號電平的比較結(jié)果發(fā)生變化。由此，可以對模擬信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，并同時抑制電功耗的增加。

此外，在這種情況下，上述多個信號可包括預(yù)定參考信號和從單位像素讀取的信號。利用這種構(gòu)造，在對從像素讀取的信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換的情況下，能夠抑制電功耗的增加。

而且，比較部可用于在a/d轉(zhuǎn)換期間進(jìn)行相關(guān)雙采樣。另外，可以在該相關(guān)雙采樣的復(fù)位時段期間將參考信號和從單位像素讀取的復(fù)位信號相互比較，而在相關(guān)雙采樣的信號讀取時段期間將參考信號和從單位像素讀取的像素信號互相比較。此外，相比于復(fù)位時段的比較時段和信號讀取時段的比較時段，使這些比較時段之外的時段內(nèi)的電流量減少。利用該構(gòu)造，可在相關(guān)雙采樣中抑制電功耗的增加。

圖像傳感器

圖3示出了圖像傳感器的示例性主構(gòu)造，該圖像傳感器用作根據(jù)本發(fā)明的攝像元件的實施例。圖3所示的圖像傳感器100是對來自拍攝對象的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并輸出圖像數(shù)據(jù)的裝置。例如，圖像傳感器100可以是使用互補金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)的cmos圖像傳感器或使用電荷耦合器件(ccd)的ccd圖像傳感器。

如圖3所示，圖像傳感器100包括像素陣列101、參考電壓發(fā)生器102、a/d轉(zhuǎn)換器103、水平傳輸部104、控制部111和垂直掃描器112。

在作為像素區(qū)域的像素陣列101中，均具有諸如光電二極管之類的光電轉(zhuǎn)換元件的像素構(gòu)造(單位像素)布置成平面形狀或曲面形狀。雖然稍后將說明像素陣列101的構(gòu)造的細(xì)節(jié)，但是經(jīng)由垂直信號線121-1至121-n中的任一者將從單位像素讀取的模擬信號傳送至a/d轉(zhuǎn)換器103。在下文中，當(dāng)在說明中不需要將垂直信號線121-1至121-n互相區(qū)分時，將它們稱為垂直信號線121。

參考電壓發(fā)生器102生成參考信號(也將其稱為參考電壓)，參考信號用作用于a/d轉(zhuǎn)換器103的a/d轉(zhuǎn)換的基本信號。此參考信號使用任意波形。例如，參考信號可以具有斜坡波(鋸齒波)。下面將參考信號使用斜坡(ramp)波的情況作為示例進(jìn)行說明。參考電壓發(fā)生器102包括例如用于產(chǎn)生參考信號(ramp)的d/a轉(zhuǎn)換器。經(jīng)由參考信號線122將該參考信號(ramp)供應(yīng)至a/d轉(zhuǎn)換器103。

a/d轉(zhuǎn)換器103使用該參考信號對例如經(jīng)由垂直信號線121從像素陣列101傳輸?shù)?已從每個單位像素讀取的)模擬信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，并將所得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)由信號線123-1至123-n中的任一者輸出至水平傳輸部104。在下文中，當(dāng)在說明中不需要將信號線123-1至信號線123-n互相區(qū)分時，將它們稱為信號線123。

水平傳輸部104經(jīng)由信號線124將經(jīng)由信號線123從a/d轉(zhuǎn)換器103供應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸至例如圖像傳感器100的外部。

控制部111通過經(jīng)由控制線131向參考電壓發(fā)生器102供應(yīng)控制信號以控制參考電壓發(fā)生器120。另外，控制部111通過經(jīng)由控制線132向a/d轉(zhuǎn)換器103供應(yīng)控制信號以控制a/d轉(zhuǎn)換器103。另外，控制部111通過經(jīng)由控制線133向水平傳輸部104供應(yīng)控制信號以控制水平傳輸部104。另外，控制部111通過經(jīng)由控制線134向垂直掃描器112供應(yīng)控制信號以控制垂直掃描器112。以此方式，控制部111控制圖像傳感器100的各個部件，由此控制圖像傳感器100的整體動作(各個部件的動作)。

注意，在圖3中，盡管上述控制線131至134中的每者由一條虛線(虛線箭頭)示出，但是這些控制線中的每者可以由多條控制線構(gòu)成。

在控制部111的控制下，垂直掃描器112通過經(jīng)由控制線125-1至125-m向像素陣列101中的各個單位像素的晶體管供應(yīng)控制信號來控制這些晶體管的動作。注意，在下文中，當(dāng)在說明中不需要將控制線125-1至125-m互相區(qū)分時，將它們稱為控制線125。

像素陣列

圖4示出了像素陣列101的示例性主構(gòu)造。如上所述，多個單位像素通過順序地設(shè)置而在像素區(qū)域(像素陣列101)中布置成平面形狀。在圖4中的示例的情況下，m×n個單位像素141(單位像素141-11至141-mn)通過順序地設(shè)置而布置成具有m個行和n個列(m和n表示任意自然數(shù))的矩陣形式(陣列形式)。在下文中，當(dāng)在說明中不需要將單位像素141-11至141-mn互相區(qū)分時，將它們稱為單位像素141。對于單位像素141來說可采用任何布置，例如，可以采用除矩陣形式之外的布置，這些布置包括所謂的蜂窩結(jié)構(gòu)。

如圖4所示，針對單位像素141的各個列(以下也將其稱為單位像素列)形成有垂直信號線121(垂直信號線121-1至121-n)。另外，每條垂直信號線121連接至與該垂直信號線121對應(yīng)的列(單位像素列)中的各個單位像素，并且將從這些單位像素分別讀取的信號傳送至a/d轉(zhuǎn)換器103。同時，如圖4所示，針對單位像素141的各個行(以下也稱為單位像素行)形成有控制線125(控制線125-1至125-m)。另外，每條控制線125連接至與該控制線125對應(yīng)的單位像素行中的各個單位像素，并且將從垂直掃描器112供應(yīng)的控制信號分別傳輸至這些單位像素。

換言之，單位像素141連接至與該單位像素141所屬的列(單位像素列)相關(guān)的垂直信號線121，并連接至與該單位像素141所屬的單位像素行相關(guān)的控制線125，以便基于經(jīng)由該控制線125供應(yīng)的控制信號被驅(qū)動，并經(jīng)由該垂直信號線121將在該單位像素141中獲得的電信號供應(yīng)至a/d轉(zhuǎn)換器103。

注意，盡管在圖4中將用于每個行的控制線125描繪為一條線，但是在還可以采用的構(gòu)造中，用于每個行的控制線125由多條控制線構(gòu)成。

單位像素構(gòu)造

圖5是示出了單位像素141的電路構(gòu)造的示例性主構(gòu)造的示圖。如圖5所示，單位像素141包括光電二極管(pd)151、傳輸晶體管152、復(fù)位晶體管153、放大晶體管154和選擇晶體管155。

光電二極管(pd)151將所接收的光光電轉(zhuǎn)換成具有與光的強度相一致的電荷量的光電荷(在這種情況下，光電子)，并接著累積所得到的光電荷。在預(yù)定時刻讀取該累積光電荷。光電二極管(pd)151的陽極電極在像素區(qū)域中接地(像素接地)，而其陰極電極經(jīng)由傳輸晶體管152連接至浮動擴散部(fd)。當(dāng)然，可以采用如下技術(shù)：光電二極管(pd)151的陰極電極連接至像素區(qū)域中的電源(像素電源)，并且其陽極電極經(jīng)由傳輸晶體管152連接至浮動擴散部(fd)，從而將光電荷讀取為光穴(photohole)。

傳輸晶體管152控制光電荷的從光電二極管(pd)151的讀取。對于傳輸晶體管152，漏電極連接至浮動擴散部，且源電極連接至光電二極管(pd)151的陰極電極。此外，用于傳輸從垂直掃描器112供應(yīng)的傳輸控制信號的傳輸控制線(trg)連接至傳輸晶體管152的柵極電極。即，該傳輸控制線(trg)被包括在圖4的控制線125中。

當(dāng)來自傳輸控制線(trg)的信號(即，傳輸晶體管152的柵極電位)處于斷開狀態(tài)時，不從光電二極管(pd)151傳輸光電荷(光電荷累積在光電二極管(pd)151中)。與此相反，當(dāng)來自傳輸控制線(trg)的信號處于接通狀態(tài)時，光電二極管(pd)151中累積的光電荷被傳輸至浮動擴散部(fd)。

復(fù)位晶體管153用于復(fù)位浮動擴散部(fd)處的電位。在復(fù)位晶體管153中，漏電極連接至電源電位，且源電極連接至浮動擴散部(fd)。此外，用于傳輸從垂直掃描器112供應(yīng)的復(fù)位控制信號的復(fù)位控制線(rst)連接至復(fù)位晶體管153的柵極電極。即，該復(fù)位控制線(rst)被包括在圖4的控制線125中。

當(dāng)來自復(fù)位控制線(rst)的信號(即，復(fù)位晶體管153的柵極電位)處于斷開狀態(tài)時，浮動擴散部(fd)與電源電位分離。與此相反，當(dāng)來自復(fù)位控制線(rst)的信號處于接通狀態(tài)時，浮動擴散部(fd)的電荷進(jìn)入電源電位，從而復(fù)位浮動擴散部(fd)。

放大晶體管154用于放大浮動擴散部(fd)處的電位變化，以將其作為電信號(模擬信號)輸出。在放大晶體管154中，柵極電極連接至浮動擴散部(fd)，漏電極連接到源極跟隨器電源電壓，且源電極連接至選擇晶體管155的漏電極。

例如，放大晶體管154將由復(fù)位晶體管153復(fù)位的浮動擴散部(fd)處的電位作為復(fù)位信號(復(fù)位電平)輸出至選擇晶體管155。放大晶體管154還將浮動擴散部(fd)(已通過傳輸晶體管152向該浮動擴散部傳輸光電荷)處的電位作為像素信號(光累積信號電平)輸出至選擇晶體管155。

選擇晶體管155用于控制從放大晶體管154供應(yīng)的電信號的至垂直信號線(vsl)121(即，a/d轉(zhuǎn)換器103)的輸出。在選擇晶體管155中，漏電極連接至放大晶體管154的源電極，且源電極連接至垂直信號線121。此外，用于傳輸從垂直掃描器112供應(yīng)的選擇控制信號的選擇控制線(sel)連接至選擇晶體管155的柵極電極。即，該選擇控制線(sel)被包括在圖4的控制線125中。

當(dāng)來自選擇控制線(sel)的信號(即，選擇晶體管155的柵極電位)處于斷開狀態(tài)時，放大晶體管154和垂直信號線121彼此電分離。因此，在該狀態(tài)下不從相應(yīng)單位像素141輸出復(fù)位信號、像素信號等。與此相反，當(dāng)選擇控制線(sel)處于接通狀態(tài)時，相應(yīng)單位像素141被選擇。換言之，放大晶體管154和垂直信號線121彼此電連接，并且從放大晶體管154輸出的信號作為來自相應(yīng)單位像素141的像素信號被供應(yīng)至垂直信號線121。因此，從相應(yīng)單位像素141讀取復(fù)位信號、像素信號等。

a/d轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造

下面，將參照圖6對a/d轉(zhuǎn)換器103(圖3)的示例性構(gòu)造進(jìn)行說明。如圖6所示，a/d轉(zhuǎn)換器103包括列a/d轉(zhuǎn)換器161-1至161-n。在下文中，當(dāng)在說明中不需要將列a/d轉(zhuǎn)換器161-1至161-n互相區(qū)分時，將它們稱為列a/d轉(zhuǎn)換器161。像素陣列101中的每個列(單位像素列)均設(shè)置有列a/d轉(zhuǎn)換器161。

另外，如圖6所示，與各個列a/d轉(zhuǎn)換器161(列a/d轉(zhuǎn)換器161-1至161-n)對應(yīng)的列的垂直信號線121(垂直信號線121-1至121-n)以及參考信號線122各自連接至列a/d轉(zhuǎn)換器161。列a/d轉(zhuǎn)換器161使用單斜率a/d轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。具體地，借助經(jīng)由參考信號線122從參考電壓發(fā)生器102供應(yīng)的參考信號，每個列a/d轉(zhuǎn)換器161對從與該a/d轉(zhuǎn)換器161對應(yīng)的列中的單位像素141讀取并接著經(jīng)由該列的垂直信號線121供應(yīng)到該a/d轉(zhuǎn)換器161的信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。

同時，如圖6所示，與各個列a/d轉(zhuǎn)換器161對應(yīng)的列的信號線123(信號線123-1至123-n)各自連接至列a/d轉(zhuǎn)換器161。每個列a/d轉(zhuǎn)換器161經(jīng)由與該列a/d轉(zhuǎn)換器161對應(yīng)的信號線123將在該列a/d轉(zhuǎn)換器161處獲得的a/d轉(zhuǎn)換結(jié)果供應(yīng)至水平傳輸部104。

另外，如圖6所示，控制線132(控制線132-1至132-n)各自連接至列a/d轉(zhuǎn)換器161。每個列a/d轉(zhuǎn)換器161基于經(jīng)由與該列a/d轉(zhuǎn)換器161對應(yīng)的控制線132從控制部111供應(yīng)的控制信號(即，在控制部111的控制下)被驅(qū)動。

列a/d轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造

下面，將參照圖7對列a/d轉(zhuǎn)換器161(圖6)的示例性構(gòu)造進(jìn)行說明。如圖7所示，列a/d轉(zhuǎn)換器161包括比較部171、計數(shù)器172、電容器173和電容器174。

在具有兩個輸入和一個輸出的比較部171中，輸入端子hiz_vsl經(jīng)由電容器174連接至與該比較部171對應(yīng)的列的垂直信號線121，輸入端子hiz_dac經(jīng)由電容器173連接至參考信號線122，并且輸出端子vco連接至計數(shù)器172。

比較部171將經(jīng)由垂直信號線121和電容器174輸入至輸入端子hiz_vsl的輸入信號(例如，從單位像素141讀取的模擬信號)和經(jīng)由參考信號線122和電容器173輸入至輸入端子hiz_dac的參考信號進(jìn)行比較(比較它們的信號電平)，并接著將比較結(jié)果輸出至計數(shù)器172。具體地，比較部171從輸出端子vco將用于指示輸入信號和參考信號之中的哪個信號的電平較高的信號輸出并供應(yīng)至計數(shù)器172。

用于指示比較結(jié)果的信號例如是1比特(ont-bit)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。例如，當(dāng)參考信號(被輸入至輸入端子hiz_dac的信號)的信號電平高于輸入信號(被輸入至輸入端子hiz_vsl的信號)的信號電平時，用于指示比較結(jié)果的信號的值被獲取為“0”。在相反的情況下，該值被獲取為“1”。當(dāng)然，可以使用反向設(shè)定來獲取信號的這些值。此外，用于指示比較結(jié)果的信號可以使用任意比特長度，并且可以采用由多個比特構(gòu)成的信息。

在計數(shù)器172中，輸入端子連接至比較部171的輸出端子vco，且輸出端子連接至與該計數(shù)器172對應(yīng)的列的信號線123。比較結(jié)果被從比較部171將供應(yīng)至計數(shù)器172。從計數(shù)開始直到比較結(jié)果發(fā)生反轉(zhuǎn)(直到輸出端子vco的信號電平發(fā)生變化)，計數(shù)器172對時鐘信號的時鐘數(shù)進(jìn)行計數(shù)，即，測量直到比較結(jié)果發(fā)生反轉(zhuǎn)的時間長度。隨后，在比較結(jié)果發(fā)生反轉(zhuǎn)的時間點處，計數(shù)器172經(jīng)由信號線123將該時間點處的計數(shù)值輸出至水平傳輸部104，以作為被輸入至比較部171的輸入端子hiz_vsl的輸入信號的a/d轉(zhuǎn)換結(jié)果(即，從單位像素141讀取的信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))。

電容器173和電容器174是具有固定電容值(預(yù)定電容值)的電容器。

注意，如圖7所示，比較部171、電容器173和電容器174可以被集成為比較部181(電容器173和電容器174可被包括在比較部的構(gòu)造中)。

如上所述，控制部111控制比較部181(或比較部171)。具體地，控制部111控制比較部181中的差動級處的電流量，從而相比于比較時段，比較時段之外的時段內(nèi)的電流量被減小。另外，換言之，也可以說成是控制部111控制列a/d轉(zhuǎn)換器161(比較部181和計數(shù)器172)、a/d轉(zhuǎn)換器103或圖像傳感器100。

比較部的構(gòu)造

圖8示出了比較部181的示例性主構(gòu)造。如圖8所示，比較部181包括在圖左側(cè)示出的差動級和在圖右側(cè)示出的放大級。比較部181包括作為其差動級的晶體管201至204、輸入端子205和206、開關(guān)207和208以及電容器173和174。比較部181還包括作為其差動級的開關(guān)211、電流源部212、開關(guān)213和電流源部214。比較部181還包括作為其放大級的晶體管221、電流源部222、開關(guān)223、電容器224以及輸出端子225。

晶體管201和202是正型金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)晶體管，它們用作用于差分放大的負(fù)載晶體管。晶體管201的源極連接至電源電壓(電源)，其柵極連接至晶體管202的柵極，且其漏極連接至晶體管203的漏極。此外，晶體管201的柵極和漏極短路連接。晶體管202的源極連接至電源電壓(電源)，其柵極連接至晶體管201的柵極，且其漏極連接至晶體管204的漏極。晶體管202的漏極也連接至放大級(晶體管221的柵極)。

晶體管203和晶體管204是負(fù)型金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)晶體管，它們均用作放大晶體管，并用于放大從輸入端輸入的信號。晶體管203的漏極連接至晶體管201的漏極和柵極，其柵極經(jīng)由電容器173連接至輸入端子205，且其源極連接至開關(guān)211和213(也連接至晶體管204的源極)。晶體管204的漏極連接至晶體管202的漏極和放大級(晶體管221的柵極)，其柵極經(jīng)由電容器174連接至輸入端子206，且其源極連接至開關(guān)211和213(也連接至晶體管203的源極)。

輸入端子205連接至參考信號線122，使得參考信號被輸入至輸入端子205。輸入端子206連接至垂直信號線121，從而從單位像素141讀取的信號(例如，復(fù)位信號和像素信號)被輸入至輸入端子206。

開關(guān)207設(shè)置在晶體管203的漏極和柵極之間，以便在被控制部111(根據(jù)經(jīng)由控制線132a從控制部111供應(yīng)的控制信號)控制時被驅(qū)動(在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間進(jìn)行切換)。當(dāng)開關(guān)207處于接通狀態(tài)時，晶體管203的漏極和柵極短路連接，于是進(jìn)行自動調(diào)零。開關(guān)208設(shè)置在晶體管204的漏極和柵極之間，以便在被控制部111(根據(jù)經(jīng)由控制線132b從控制部111供應(yīng)的控制信號)控制時被驅(qū)動(在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間進(jìn)行切換)。當(dāng)開關(guān)208處于接通狀態(tài)時，晶體管204的漏極和柵極短路連接，于是進(jìn)行自動調(diào)零。

開關(guān)211相對于電流源部212串聯(lián)地連接，以在被控制部111(根據(jù)經(jīng)由控制線132d從控制部111供應(yīng)的控制信號)控制時被驅(qū)動(在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間進(jìn)行切換)。當(dāng)開關(guān)211處于接通狀態(tài)時，電流源部212的漏極與晶體管203和204的源極彼此連接，并且當(dāng)開關(guān)211處于斷開狀態(tài)時，它們之間的連接斷開。

電流源部212是由例如晶體管構(gòu)成的電流源。電流源部212的漏極連接至開關(guān)211且源極接地。在開關(guān)211處于接通狀態(tài)時，電流源部212將與被供應(yīng)至其柵極的電位(柵極電位)vg相一致的電流供應(yīng)至差動級。

開關(guān)213相對于電流源部214串聯(lián)地連接，以在被控制部111(根據(jù)經(jīng)由控制線132e從控制部111供應(yīng)的控制信號)控制時被驅(qū)動(在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間進(jìn)行切換)。當(dāng)開關(guān)213處于接通狀態(tài)時，電流源部214的漏極與晶體管203和204的源極彼此連接，并且當(dāng)開關(guān)213處于斷開狀態(tài)時，它們之間的連接斷開。

電流源部214是由例如晶體管構(gòu)成的電流源。電流源部214的漏極連接至開關(guān)213且源極接地。在開關(guān)213處于接通狀態(tài)時，電流源部214將與被供應(yīng)至其柵極的電位(柵極電位)vg相一致的電流供應(yīng)至差動級。

放大級處的晶體管221是pmos晶體管，并用于放大差動級處的差分耦合輸出電壓。晶體管221的源極連接至電源電壓(電源)，其柵極連接至晶體管202的漏極(差分耦合輸出)，且其漏極連接至電流源部222的漏極以及輸出端子225。

電流源部222是由例如nmos晶體管構(gòu)成的電流源。電流源部222的漏極連接至晶體管221的漏極、開關(guān)223和輸出端子225，其柵極連接至開關(guān)223和電容器224，且其源極接地。

開關(guān)223設(shè)置在電流源部222的漏極和柵極之間。當(dāng)被控制部111(根據(jù)經(jīng)由控制線132c從控制部111供應(yīng)的控制信號)控制時，開關(guān)223被驅(qū)動(在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間進(jìn)行切換)。當(dāng)開關(guān)223處于接通狀態(tài)時，晶體管221的漏極、電流源部222的漏極及輸出端子225彼此連接，同時電流源部222的柵極和電容器224彼此連接。當(dāng)開關(guān)223處于斷開狀態(tài)時，它們之間的連接斷開。

在電容器224中，一端連接至電流源部222的柵極和開關(guān)223，且另一端接地。

如圖8所示，成對的開關(guān)211和電流源部212以及成對的開關(guān)213和電流源部214彼此并聯(lián)。

比較時段之外的時段內(nèi)的電流量的減少

控制部111通過經(jīng)由控制線132(控制線132a至132e)向比較部181供應(yīng)控制信號來控制比較部181(開關(guān)207、208、211、213和223)。例如，假設(shè)列a/d轉(zhuǎn)換器161根據(jù)相關(guān)雙采樣(cds)來進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。當(dāng)列a/d轉(zhuǎn)換器161對從單元像素141讀取的信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換時(a/d轉(zhuǎn)換時段)，控制部111按照圖9所示的時序圖控制比較部181。

在相關(guān)雙采樣中，在復(fù)位時段期間從單元像素141讀取復(fù)位信號，從而對復(fù)位信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換(以將其與參考信號進(jìn)行比較)，而在信號讀取時段期間從單位像素141讀取像素信號，從而對像素信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換(以將其與參考信號進(jìn)行比較)。具體地，比較部181在如圖9所示的a/d轉(zhuǎn)換時段內(nèi)的從時間點t2到時間點t3的時段(p相比較時段)期間將從單位像素141讀取的復(fù)位信號與參考信號之間的信號電平進(jìn)行比較，而在a/d轉(zhuǎn)換時段內(nèi)的從時間點t4到時間點t5的時段(d相比較期間)期間將從單位像素141讀取的像素信號和參考信號互相比較。即，比較部181具有作為用于比較信號的比較時段的p相比較時段和d相比較時段。

在a/d轉(zhuǎn)換時段期間，如同圖2中的開關(guān)21的情況，控制部111將經(jīng)由控制線132d供應(yīng)的控制信號的值保持為“h(高)”，以將開關(guān)211保持在接通狀態(tài)。此外，控制部111在比較時段(p相比較時段和d相比較時段)期間將經(jīng)由控制線132e供應(yīng)的控制信號的值設(shè)定為“h”，以便將開關(guān)213置于接通狀態(tài)，而在這些比較時段之外的時段期間將經(jīng)由控制線132e供應(yīng)的控制信號的值設(shè)定為“l(fā)(低)”，以便將開關(guān)213置于斷開狀態(tài)。通過該設(shè)置，電流源部212和電流源部214用于在比較時段期間供應(yīng)電流，且電流源部212用于在比較時段之外的時段期間供應(yīng)電流。

因此，當(dāng)假設(shè)電流源部212和電流源部214均采用相同的晶體管尺寸時，如圖9所示，在比較時段之外的時段期間，由電流源部212和電流源部214供應(yīng)的電流量變?yōu)楸容^時段的電流i的一半(i/2)。換言之，控制部111進(jìn)行控制，以便在允許較慢響應(yīng)速度的時段(比較時段之外的時段)期間減少電流量，并同時避免在需要足夠響應(yīng)速度的比較時段期間減少電流量。

通過進(jìn)行這樣的控制，使得在a/d轉(zhuǎn)換時段期間由電流源部212和電流源部214供應(yīng)的電流量的平均值(i’ave)小于在開關(guān)211和開關(guān)213均保持在接通狀態(tài)的情況下的電流量i(i’ave<i)。因此，控制部111能夠在同時基本上避免了比較部181的響應(yīng)速度降低的同時抑制比較部181的電功耗量的增加。

自動調(diào)零時段的電流量減少

另外，當(dāng)相比于比較時段，自動調(diào)零時段(從時間點t1到時間點t2，在該時段中，比較部181進(jìn)行自動調(diào)零)內(nèi)的電流量被控制部111減小時，減少了比較部181的輸出延遲，并同時可以提高其響應(yīng)速度。將參照圖10至圖14給出其說明。

圖11示出了自動調(diào)零時段期間的比較部181的狀態(tài)(例如，在圖10示出的時間點t01處)。在圖11的狀態(tài)下，開關(guān)207、208和223處于接通狀態(tài)(控制部111經(jīng)由控制線132a至132c供應(yīng)的控制信號的值為“l(fā)”)。

在該狀態(tài)下，控制部111經(jīng)由控制線132d供應(yīng)具有值“h”的控制信號，以將開關(guān)211置于接通狀態(tài)，并且經(jīng)由控制線132e供應(yīng)具有值“l(fā)”的控制信號，以將開關(guān)213置于斷開狀態(tài)。當(dāng)假定電流i流過電流源部212時，電流i/2流入差分級的每個元件。

當(dāng)晶體管201至204具有相同尺寸時，電流被鏡像，且因此電流i/2流入電流源部222。將該狀態(tài)下的差分耦合輸出電壓(晶體管221的柵極電位)假定為v0。

與此相比，圖13示出了比較時段期間的比較部181的狀態(tài)(例如，在圖12所示的時間點t23處)。在圖13的狀態(tài)下，開關(guān)207、208和223處于斷開狀態(tài)(控制部111經(jīng)由控制線132a至132c供應(yīng)的控制信號的值為“h”)。

在該狀態(tài)下，控制部111經(jīng)由控制線132d供應(yīng)具有值“h”的控制信號，以將開關(guān)211置于接通狀態(tài)，并且經(jīng)由控制線132e供應(yīng)具有值“h”的控制信號，以將開關(guān)213置于接通狀態(tài)。當(dāng)假定電流i流過電流源部212和電流源部214時，流過差分級的電流自然地相對于圖11的狀態(tài)下的電流增大。因此，在該狀態(tài)下的差分耦合輸出電壓v1降低成小于v0(v1<v0)。當(dāng)差分耦合輸出電壓降低時，晶體管221的源極和柵極之間的電壓vgs變得更高，且由此容易使輸出信號(輸出端子225處的電位)的作用反轉(zhuǎn)。由此，減少比較部181的輸出延遲，并同時能夠提高其響應(yīng)速度。

圖14示出了a/d轉(zhuǎn)換時段期間的信號狀態(tài)的示例。圖14的最上部的曲線示出了被輸入至比較部181的參考信號的示例。該曲線中的虛線231示出了在a/d轉(zhuǎn)換時段期間使開關(guān)211和213保持為接通狀態(tài)的情況下的參考信號的示例。同時，實線232示出了在自動調(diào)零時段期間將開關(guān)213置于斷開狀態(tài)的情況下的參考信號的示例。

圖14的中部的曲線示出了來自比較部181的輸出信號的示例。該曲線中的虛線234示出了在a/d轉(zhuǎn)換時段期間使開關(guān)211和213保持為接通狀態(tài)的情況下的輸出信號的示例。同時，實線235示出了在自動調(diào)零時段期間將開關(guān)213置于斷開狀態(tài)的情況下的輸出信號的示例。

圖14的最下部的曲線示出了來自比較部181的被額外地波形整形的輸出信號的示例。該曲線中的虛線236示出了由虛線234表示的輸出信號在被波形整形之后的示例。同時，虛線237示出了由虛線235表示的輸出信號在被波形整形之后的示例。

如圖14的中部的曲線所示，與在a/d轉(zhuǎn)換時段(虛線234)期間將開關(guān)211和開關(guān)213保持為接通狀態(tài)的情況相比，在自動調(diào)零時段(實線235)期間將開關(guān)213置于斷開狀態(tài)的情況下，輸出信號以更高的速度進(jìn)行響應(yīng)。這同樣適用于波形整形后(實線237和虛線236)的情況。

如上所述，當(dāng)將自動調(diào)零時段期間的電流量減少成小于比較時段期間的電流量時，減少比較部181中的輸出延遲，同時可提高其響應(yīng)速度。

控制處理的流程

將參照圖15中的流程圖來說明由用于執(zhí)行如上所述的控制的控制部111執(zhí)行的控制處理的示例性流程。

一旦開始控制處理，在步驟s101中，控制部111判斷當(dāng)前時間點是否處于比較時段(例如，p相比較時段或d相比較時段)。當(dāng)它判斷出當(dāng)前時間點處于比較時段時，處理進(jìn)入步驟s102。

在步驟s102中，控制部111供應(yīng)控制信號，以將用于電流源的用于控制由電流源部供應(yīng)的電流量的所有開關(guān)(在圖8中示例的情況下，開關(guān)211和213)置于接通狀態(tài)。在該處理完成之后，處理進(jìn)入步驟s104。

同時，當(dāng)在步驟s101中判斷出當(dāng)前時間點不處于比較時段時，處理進(jìn)入步驟s103。在步驟s103中，控制部111供應(yīng)控制信號，以將用于電流源的開關(guān)之中的一部分(在圖8中示例的情況下，開關(guān)213)置于斷開狀態(tài)。在該處理完成之后，處理進(jìn)入步驟s104。

在步驟s104中，控制部111判斷是否終止控制處理。當(dāng)由于比較部181進(jìn)行執(zhí)行信號電平的比較(即，a/d轉(zhuǎn)換)而判斷出不終止控制處理時，處理返回至步驟s101，并重復(fù)其后續(xù)的處理。

在步驟s104中，當(dāng)由于比較部181完成信號電平的比較(即，a/d轉(zhuǎn)換)而判斷出將終止控制處理時，終止控制處理。

通過進(jìn)行如上所述的控制處理，控制部111可以抑制比較部181的電功耗的增加。

比較部的另一示例性構(gòu)造

上面針對如下情況進(jìn)行了說明：電流源部(電流源部212和214)和開關(guān)(開關(guān)211和213)以成兩個對的方式設(shè)置在比較部181的差動級，且這兩個對彼此并聯(lián)地布置，其中，在每個對中，電流源部和開關(guān)串聯(lián)連接。然而，只要控制部111能夠通過控制開關(guān)來控制電流量，比較部181可采用任何構(gòu)造，并且其構(gòu)造不限于該示例。

例如，各個電流源部可采用任意晶體管尺寸，并且各個電流源部可不使用相同的晶體管尺寸。即，可以自由地設(shè)定由各個電流源部供應(yīng)的電流量，并且各個電流源部可以不使用相同的電流量。此外，僅需要多個對的開關(guān)和電流源部(這些對彼此并聯(lián)地布置)，并且可以采用三個對或更多個對。此外，開關(guān)的數(shù)量和電流源部的數(shù)量可以不是一對一的關(guān)系，且開關(guān)和電流源部互相可不彼此串聯(lián)連接。例如，單個開關(guān)可以用于能夠切斷來自多個電流源部的電流的路徑。此外，這些對可不彼此并聯(lián)連接，而且可以額外地設(shè)置成對的開關(guān)和電流源部之外的構(gòu)造。簡而言之，也能夠采用更復(fù)雜的構(gòu)造。

同時，也可以自由地設(shè)定開關(guān)211、電流源部212、開關(guān)213和電流源部214之外的部件的構(gòu)造，并且不限于上述示例(圖8中的構(gòu)造等)。自然地，除比較部181的情況之外，也可以自由地構(gòu)造包括列a/d轉(zhuǎn)換器161、a/d轉(zhuǎn)換器103和圖像傳感器100在內(nèi)的各個元件。

2.第二實施例

比較部的另一構(gòu)造

注意，用于來自電流源部的電流量的控制方法不限于上面在第一實施例中描述的控制方法，具體地，使用開關(guān)進(jìn)行控制的控制方法。例如，通過使電流源部的柵極電位降低，可以將比較時段期間之外的時段內(nèi)的電流量減少至小于比較時段期間的電流量。

圖16是示出了在這種情況下的比較部181的示例性主構(gòu)造的示圖。在圖16的示例中，比較部181包括開關(guān)251和電流源部252，以代替圖8的示例中的開關(guān)211、電流源部212、開關(guān)213和電流源部214。

開關(guān)251相對于電流源部252串聯(lián)地連接，以便在被控制部111(根據(jù)經(jīng)由控制線132f從控制部111供應(yīng)的控制信號)控制時被驅(qū)動(在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換)。當(dāng)開關(guān)251處于接通狀態(tài)時，電流源部252的漏極與晶體管203和204的源極彼此連接，并且當(dāng)開關(guān)251處于斷開狀態(tài)時，斷開它們之間的連接。

電流源部252是由例如晶體管構(gòu)成的電流源。電流源部252的漏極連接至開關(guān)251，且其源極接地。在開關(guān)251處于接通狀態(tài)時，電流源部252向差動級供應(yīng)與被供應(yīng)至其柵極的電位(柵極電位)vg一致的電流。

簡而言之，在圖16的示例的情況下，比較部181包括一個對的開關(guān)和電流源部。在這種情況下，額外地設(shè)置vg供應(yīng)部253。vg供應(yīng)部253可以設(shè)置在比較部181內(nèi)，可以設(shè)置在列a/d轉(zhuǎn)換器161內(nèi)，可以設(shè)置在a/d轉(zhuǎn)換器103內(nèi)，可以設(shè)置在圖像傳感器100內(nèi)，或者可以設(shè)置在圖像傳感器100外部。

vg供應(yīng)部253將柵極電位vg供應(yīng)至電流源部252。即，vg供應(yīng)部253能夠控制來自電流源部252的電流量。控制部111控制由vg供應(yīng)部253供應(yīng)的柵極電位vg。具體地，vg供應(yīng)部253根據(jù)經(jīng)由控制線132g從控制部111供應(yīng)的控制信號來供應(yīng)柵極電位vg。換言之，控制部111通過控制vg供應(yīng)部253(柵極電位vg)來控制來自電流源部252的電流量。

比較時段之外的時段內(nèi)的電流量的減少

例如，假設(shè)列a/d轉(zhuǎn)換器161根據(jù)相關(guān)雙采樣(cds)進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。當(dāng)列a/d轉(zhuǎn)換器161對從單元像素141讀取的信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換時(a/d轉(zhuǎn)換時段)，控制部111按照圖17所示的時序圖來控制比較部181。

具體地，如同圖2中的開關(guān)21的情況，控制部111將經(jīng)由控制線132f供應(yīng)的控制信號的值保持為“h(高)”，以便使開關(guān)251保持在接通狀態(tài)。控制部111還控制vg供應(yīng)部253，以在比較時段(p相比較時段和d相比較時段)期間將電流源部252的柵極電位vg設(shè)置為預(yù)定高電位，并且在這些比較時段之外的時段期間將電流源部252處的柵極電位vg設(shè)置為預(yù)定低電位(比比較時段期間的電位低的電位)。

例如，當(dāng)假設(shè)上述低電位是上述高電位的一半時，如圖17所示，在比較時段之外的時段期間，由電流源部252供應(yīng)的電流量變?yōu)楸容^時段內(nèi)的電流i的一半(i/2)。換言之，控制部111進(jìn)行控制，以便在允許較慢響應(yīng)速度的時段(比較時段之外的時段)期間減少電流量，并同時避免在需要足夠響應(yīng)速度的比較時段期間減少電流量。

通過進(jìn)行這樣的控制，使得在a/d轉(zhuǎn)換時段期間由電流源部252供應(yīng)的電流量的平均值(i’ave)小于在柵極電位vg恒定地保持在高電位的情況下的電流量i(i’ave<i)。因此，控制部111能夠抑制比較部181的電功耗量的增加，并同時基本上避免了比較部181的響應(yīng)速度降低。

自動調(diào)零時段內(nèi)的電流量的減少

另外，如同第一實施例的情況，在這種情況下，當(dāng)控制部111使自動調(diào)零時段(從時間點t1到時間點t2，在該時段期間，比較部181使自動調(diào)零)期間的電流量相比于比較時段的電流量減小時，減小了比較部181的輸出延遲，并同時可以提高其響應(yīng)速度。

如上所述，通過對電流源部252處的柵極電位進(jìn)行控制來控制電流量，可以以比第一實施例的情況更簡單的方式來構(gòu)造比較部181，并且例如，該構(gòu)造可應(yīng)用至具有如圖1所示的構(gòu)造的比較部181。此外，在這種情況下，可以自由地調(diào)節(jié)柵極電位vg，并因而，控制部111可以自由地控制來自電流源部252的電流量。例如，控制部111也能夠精細(xì)地調(diào)節(jié)電流的下降量。

控制處理的流程

將參照圖18中的流程圖來說明由用于執(zhí)行如上所述的控制的控制部111執(zhí)行的控制處理的示例性流程。

一旦開始控制處理，在步驟s121中，控制部111判斷當(dāng)前時間點是否處于比較時段(例如，p相比較時段或d相比較時段)。當(dāng)判斷出當(dāng)前時間點處于比較時段時，處理進(jìn)入步驟s122。

在步驟s122中，控制部111向vg供應(yīng)部253供應(yīng)控制信號，以將電流源部252處的柵極電位設(shè)定為高電位。在該處理完成之后，處理進(jìn)入步驟s124。

同時，當(dāng)在步驟s121中判斷出當(dāng)前時間點不處于比較時段時，處理進(jìn)入步驟s123。在步驟s123中，控制部111向vg供應(yīng)部253供應(yīng)控制信號，以將電流源部252處的柵極電位設(shè)定為低電位(比步驟s122中的柵極電位低的電位)。在該處理完成之后，處理進(jìn)入步驟s124。

在步驟s124中，控制部111判斷是否終止控制處理。當(dāng)由于比較部181繼續(xù)進(jìn)行信號電平的比較(即，a/d轉(zhuǎn)換)而判斷出不終止控制處理時，處理返回至步驟s121，并重復(fù)其后續(xù)的處理。

在步驟s124中，當(dāng)由于比較部181完成信號電平的比較(即，a/d轉(zhuǎn)換)而判斷出控制處理將被終止時，終止控制處理。

通過進(jìn)行如上所述的控制處理，控制部111可以抑制比較部181的電功耗的增加。

比較部的另一示例性構(gòu)造

此外，在本實施例的情況下，只要控制部111能夠通過控制柵極電位vg來控制電流量，比較部181可采用任何構(gòu)造，并且其構(gòu)造不限于該示例。例如，如同第一實施例，可以設(shè)置多個對的電流源部和開關(guān)。另外，控制部111可以用于執(zhí)行在第一實施例中說明的控制方法以及在本實施例中說明的控制方法這兩者。

3.第三實施例

比較部的另一構(gòu)造

注意，當(dāng)控制部111減少電流量時，可以實現(xiàn)對電流減小量(或減少量)的控制。例如，在使用上述第一實施方式中說明的開關(guān)的控制方法中，可以并聯(lián)地設(shè)置三個對以上的開關(guān)和電流源部，從而控制部111可以設(shè)定哪些開關(guān)在比較期間之外的時段期間被斷開。

例如，如在圖19的示例中，假設(shè)比較部181包括開關(guān)271、電流源部272、開關(guān)273、電流源部274、開關(guān)275和電流源部276，以代替圖8的示例中的開關(guān)211、電流源極單元212、開關(guān)213和電流源部214?？刂撇?11能夠通過經(jīng)由控制線132h供應(yīng)控制信號在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換開關(guān)271，能夠通過經(jīng)由控制線132j供應(yīng)控制信號在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換開關(guān)273，并能夠通過經(jīng)由控制線132k供應(yīng)控制信號在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換開關(guān)275。

在這種情況下，例如，如圖20所示的示例，控制部111在比較時段之外的時段期間將開關(guān)271和開關(guān)273保持在接通狀態(tài)，并同時將開關(guān)275置于斷開狀態(tài)，由此能夠抑制比較部181的電功耗量的增加，并同時基本上避免了比較部181的響應(yīng)速度的降低。除此之外，控制部111在比較時段之外的時段期間將開關(guān)271和開關(guān)275保持在接通狀態(tài)，并同時將開關(guān)273置于斷開狀態(tài)，由此也能夠抑制比較部181的電功耗量的增加，并同時基本上避免了比較部181的響應(yīng)速度的降低。另外，控制部111在比較時段之外的時段期間將開關(guān)273和開關(guān)275保持在接通狀態(tài)并同時將開關(guān)271置于斷開狀態(tài)，或者在比較時段之外的時段期間將開關(guān)271保持在接通狀態(tài)并同時將開關(guān)273和開關(guān)275置于斷開狀態(tài)，或者在比較時段之外的時段期間將開關(guān)273保持在接通狀態(tài)并同時將開關(guān)271和開關(guān)275置于斷開狀態(tài)，或者在比較時段之外的時段期間將開關(guān)275保持在接通狀態(tài)并同時將開關(guān)271和開關(guān)273置于斷開狀態(tài)，由此也能夠抑制比較部181的電功耗量的增加，并同時基本上避免了比較部181的響應(yīng)速度的降低。

因此，如上所述，控制部111用于選擇要被置于斷開狀態(tài)的開關(guān)。例如，即使在電流源部272、274和276使用相同晶體管尺寸的情況下，電流減少量根據(jù)被置于斷開狀態(tài)的開關(guān)的數(shù)量而變化。換言之，控制部111可通過設(shè)定哪些開關(guān)被置于斷開狀態(tài)來控制來自電流源部的電流的減少量。特別地，在電流源部272、274和276之間不采用相同晶體管尺寸的情況下，來自電流源部的電流的減少量根據(jù)哪些開關(guān)被置于斷開狀態(tài)更多樣化地變化。換言之，在這種情況下，控制部11能夠通過設(shè)定那些開關(guān)被置于斷開狀態(tài)更多樣化地控制來自電流源部的電流的減小量。

此外，控制部111可用于基于任何類型的信息來選擇開關(guān)以進(jìn)行控制。

控制處理的流程

將參照圖21中的流程圖來說明由用于執(zhí)行如上所述的控制的控制部111執(zhí)行的控制處理的示例性流程。

一旦控制處理開始，在步驟s141中，控制部111進(jìn)行設(shè)定以選擇哪些用于電流源的開關(guān)(在圖19的示例中，開關(guān)271、273或275)，以在比較時段和比較時段之外的時段期間切換其狀態(tài)。

在步驟s142中，控制部111判斷當(dāng)前時間點是否處于比較時段(例如，p相比較時段或d相比較時段)。當(dāng)判斷出當(dāng)前時間點處于比較時段時，處理進(jìn)入步驟s143。

在步驟s143中，控制部111供應(yīng)控制信號，以將用于電流源的用于控制由電流源部供應(yīng)的電流量的所有開關(guān)置于接通狀態(tài)。在該處理完成之后，處理進(jìn)入步驟s145。

同時，當(dāng)在步驟s142中判斷出當(dāng)前時間點不處于比較時段時，處理進(jìn)入步驟s144。在步驟s144中，控制部111向用于電流源的開關(guān)之中的一部分(已經(jīng)在步驟s141中被設(shè)定的開關(guān))供應(yīng)控制信號，以將這些用于電流源的開關(guān)置于斷開狀態(tài)。在該處理完成之后，處理進(jìn)入步驟s145。

在步驟s145中，控制部111判斷是否終止控制處理。當(dāng)由于比較部181繼續(xù)進(jìn)行信號電平的比較(即，a/d轉(zhuǎn)換)而判斷出不終止控制處理時，處理返回至步驟s101，并重復(fù)其后續(xù)的處理。

在步驟s145中，當(dāng)由于比較部181完成信號電平的比較(即，a/d轉(zhuǎn)換)而判斷出控制處理將被終止時，終止控制處理。

通過進(jìn)行如上所述的控制處理，控制部111可以抑制比較部181的電功耗的增加。

比較部的另一示例性構(gòu)造

注意，在第二實施例中控制柵極電位vg的情況下，控制部111也可以用于設(shè)定柵極電位vg的值以針對比較時段之外的時段進(jìn)行設(shè)定。

此外，如同第一實施例和第二實施例的情況，在本實施例的情況下，比較部181可采用任何構(gòu)造，并且其構(gòu)造不限于上述示例。

同時，上面針對列a/d轉(zhuǎn)換器161進(jìn)行相關(guān)雙采樣的情況進(jìn)行說明。然而，本發(fā)明也可以應(yīng)用于對根據(jù)相關(guān)雙重采樣之外的技術(shù)的a/d轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制的情況。另外，上面針對使用比較部181對從像素讀取的信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換的情況進(jìn)行說明。然而，本發(fā)明也可以應(yīng)用于使用由控制部111控制的比較部181對執(zhí)行任意信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換的情況。另外，本發(fā)明也可以應(yīng)用于使用由控制部111控制的比較部181進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換之外的信號處理的情況。這意味著本發(fā)明可以應(yīng)用于攝像元件，并同時也可以應(yīng)用于攝像元件之外的任何信號處理裝置。

4.第四實施例

圖像傳感器的物理構(gòu)造

注意，可以將應(yīng)用有本發(fā)明的攝像元件實施為例如密封有半導(dǎo)體基板的封裝(芯片)或?qū)⑦@種封裝(芯片)安裝在電路基板上的模塊。例如，在被實施為封裝(芯片)的情況下，攝像元件可以由該封裝(芯片)中的單個半導(dǎo)體基板構(gòu)成，或者可以由彼此疊置的多個半導(dǎo)體基板構(gòu)成。

圖22是示出了用作應(yīng)用有本發(fā)明的攝像元件的圖像傳感器100的示例性物理構(gòu)造的示圖。

在圖22的a所示的示例的情況下，在單個半導(dǎo)體基板上形成參照圖3等說明的圖像傳感器100的整個電路構(gòu)造。在圖22的a所示的示例的情況下，輸出部404-1至404-4布置成包圍像素/模擬處理部401、數(shù)字處理部402和幀存儲器403。像素/模擬處理部401是形成有諸如像素陣列101和a/d轉(zhuǎn)換器103之類的模擬構(gòu)造的區(qū)域。輸出部404-1到404-4是例如布置有諸如i/o單元之類的構(gòu)造的區(qū)域。

當(dāng)然，圖22的a中的示例性構(gòu)造用作示例，且各個處理部的構(gòu)造布置不限于該示例。

在圖22的b所示的示例的情況下，在彼此疊置的兩個半導(dǎo)體基板(層疊基板(像素基板411和電路基板412))上形成參照圖2等說明的圖像傳感器100的電路構(gòu)造。

在像素基板411上形成像素/模擬處理部401、數(shù)字處理部402以及輸出部404-1和404-2。輸出部404-1和404-2例如是布置有諸如i/o單元之類的構(gòu)造的區(qū)域。

同時，在電路基板412上形成幀存儲器403。

如上所述，像素基板411和電路基板412彼此疊置以形成多層結(jié)構(gòu)(層疊結(jié)構(gòu))。形成在像素基板411上的像素/模擬處理部401和形成在電路基板412上的幀存儲器403通過例如形成在通孔區(qū)域(via)413-1和414-1中的通孔(via)彼此電連接。類似地，形成在像素基板411上的數(shù)字處理部402和形成在電路基板412上的幀存儲器403通過例如形成在通孔區(qū)域(via)413-2和414-2中的通孔(via)彼此電連接。

本發(fā)明可以應(yīng)用于具有這種疊層結(jié)構(gòu)的圖像傳感器。注意，可使用任意數(shù)量的這些半導(dǎo)體基板(層疊芯片)(任意數(shù)量的層)，并且如圖22的c所示，可以使用例如三層或更多層。

在圖22的c的示例的情況下，圖像傳感器100包括半導(dǎo)體基板421、422和423。半導(dǎo)體基板421至423彼此疊置以形成多層結(jié)構(gòu)(層疊結(jié)構(gòu))。在半導(dǎo)體基板421上形成像素/模擬處理部401，在半導(dǎo)體襯底422上形成數(shù)字處理部402以及輸出部404-1和404-2，并且在半導(dǎo)體基板423上形成幀存儲器403。各半導(dǎo)體基板上的各個處理部經(jīng)由形成在通孔區(qū)域(via)424-1、425-1和426-1中的通孔(via)及形成在通孔區(qū)域(via)424-2、425-2和426-2中的通孔(via)彼此電連接。

本發(fā)明可以應(yīng)用于具有這種疊層結(jié)構(gòu)的圖像傳感器。當(dāng)然，可自由地選擇形成在各個半導(dǎo)體基板上的處理部，而不限于圖22的示例。

區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器

例如，a/d轉(zhuǎn)換器103的示例性構(gòu)造不限于圖6的示例。如圖23所示，在像素陣列101中，可以針對每組的預(yù)定數(shù)量的單位像素141來形成像素部440，并且在a/d轉(zhuǎn)換器103中可以針對每個像素部440設(shè)置a/d轉(zhuǎn)換器(區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器)，以使每個區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器對從與該特定區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器相關(guān)的像素部440中的各個單位像素讀取的信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。

像素部440是通過將由像素陣列101構(gòu)成的像素區(qū)域劃分為多個部分而形成的多個部分區(qū)域之中的一個部分區(qū)域中包括的單位像素組。盡管圖23僅示出一個像素部440，但事實上，在整個像素陣列101中形成有多個像素部440。即，每個單位像素141屬于特定像素部440。

可以自由地設(shè)定像素部440的尺寸(像素部440中包括的單位像素141的數(shù)量)及其形狀。此外，形成在像素陣列101中的各像素部440可以不采用相同尺寸(相同數(shù)量的單位像素141)和相同形狀。

例如，像素部440在圖23的情況下由4×4個單位像素141(四行和四列)構(gòu)成，但是也可以由例如1×8、2×2、2×4、4×2、4×8、8×4、8×8、8×1或16×16個單位像素141構(gòu)成。此外，一個像素部440可以由4×4個單位像素141構(gòu)成，而另一像素部440可以由4×4之外的諸如1×8或16×16個單位像素141等的特定矩陣構(gòu)成。

另外，盡管圖23將每個單位像素141示出為具有相同尺寸的正方形，但是可以自由地設(shè)定每個單位像素141的尺寸和形狀?？梢圆徊捎谜叫危宜鼈冎g可以不采用相同尺寸和相同形狀。

當(dāng)針對每個這種像素部440設(shè)置a/d轉(zhuǎn)換器(區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器)時，例如，如圖24所示的示例，像素部440和區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器441均可形成在同一半導(dǎo)體基板上。在圖24的示例的情況下，像素部440-1至440-3和分別對應(yīng)于像素部440-1至440-3的區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器441-1至441-3形成在同一半導(dǎo)體基板上。當(dāng)然，可采用任意數(shù)量的像素部440和區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器441。

而且，在這種情況下，圖像傳感器100的構(gòu)造可形成在多個半導(dǎo)體基板上。如圖25的示例所示，圖像傳感器100可以包括彼此疊置的兩個半導(dǎo)體基板(層疊芯片(像素基板451和電路基板452))。

在圖25的示例的情況下，在像素基板451上形成像素區(qū)域(即，像素陣列101)中的n個像素部440(像素部440-1至440-n)。此外，對應(yīng)于一個像素部440的區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器441形成在電路基板452中的與該像素部440重疊的位置。例如，用于對從像素部440-k中的單位像素讀取的信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換的區(qū)域a/d轉(zhuǎn)換器441-k在像素基板451上的形成位置與這個像素部440-k在像素基板451上的位置相同(與像素部440-k重疊的位置)。

同樣，在這種情況下，當(dāng)然，在圖像傳感器100中可采用任意數(shù)量的半導(dǎo)體基板(任意數(shù)量的層)，并且可以使用三層或更多層。

5.第五實施例

攝像裝置

注意，本發(fā)明可以應(yīng)用于攝像元件之外的設(shè)備。例如，本發(fā)明可應(yīng)用至諸如攝像裝置之類的包括攝像元件(例如，電子設(shè)備)的設(shè)備。圖26是示出了用作應(yīng)用有本發(fā)明的示例性電子設(shè)備的攝像裝置的示例性主構(gòu)造的框圖。圖26所示的攝像裝置600用于對拍攝對象攝像并接著將拍攝對象的圖像作為電信號輸出。

如圖26所示，攝像裝置600包括光學(xué)部611、cmos圖像傳感器612、圖像處理部613、顯示部614、編解碼處理部615、存儲部616、輸出部617、通信部618、控制部621、操作部622和驅(qū)動器623。

光學(xué)部611由用于調(diào)節(jié)相對于拍攝對象的焦點并從焦點位置收集光的透鏡、用于調(diào)節(jié)曝光的光闌和用于控制攝像定時的快門等構(gòu)成。光學(xué)部611使來自拍攝對象的光(入射光)透過，以將其供應(yīng)至cmos圖像傳感器612。

cmos圖像傳感器612對入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換以對來自每個像素的信號(像素信號)進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，并接著進(jìn)行諸如cds等的信號處理以將處理之后的拍攝圖像數(shù)據(jù)供應(yīng)至圖像處理部613。

圖像處理部613對由cmos圖像傳感器612獲取的拍攝圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理。更具體地，圖像處理部613對從cmos圖像傳感器612供應(yīng)的拍攝圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用各種類型的圖像處理，這些圖像處理包括顏色混合校正、黑色電平校正、白平衡調(diào)節(jié)、去馬賽克處理、矩陣處理、伽馬校正和yc轉(zhuǎn)換。圖像處理部613將已被圖像處理的拍攝圖像數(shù)據(jù)供應(yīng)至顯示部614。

顯示部614例如是液晶顯示器，并且顯示從圖像處理部613供應(yīng)的拍攝圖像數(shù)據(jù)的圖像(例如，拍攝對象的圖像)。

圖像處理部613還根據(jù)需要將已被圖像處理的拍攝圖像數(shù)據(jù)供應(yīng)至編解碼處理部615。

編解碼處理部615對從圖像處理部613供應(yīng)的拍攝圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用根據(jù)預(yù)定技術(shù)的編碼處理，并接著將所獲取的編碼數(shù)據(jù)作為結(jié)果供應(yīng)至存儲部616。編解碼處理部615還讀取被記錄在存儲部616中的編碼數(shù)據(jù)，以通過解碼來產(chǎn)生解碼圖像數(shù)據(jù)，并接著將解碼圖像數(shù)據(jù)供應(yīng)至圖像處理部613。

圖像處理部613對從編解碼處理部615供應(yīng)的解碼圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用預(yù)定圖像處理。圖像處理部613將已被應(yīng)用圖像處理的解碼圖像數(shù)據(jù)供應(yīng)至顯示部614。顯示部614例如是液晶顯示器，并且顯示從圖像處理部613供應(yīng)的解碼圖像數(shù)據(jù)的圖像。

此外，編解碼處理部615可以用于將通過對從圖像處理部613供應(yīng)的拍攝圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼而獲得的編碼數(shù)據(jù)或從存儲部616讀取的拍攝圖像數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)供應(yīng)至輸出部617，以將其輸出至攝像裝置600的外部。編解碼處理部615還可以用于將編碼之前的拍攝圖像數(shù)據(jù)或通過對從存儲部616讀取的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼而獲得的解碼圖像數(shù)據(jù)供應(yīng)至輸出部617，以將其輸出至攝像裝置600的外部。

另外，編解碼處理部615可以用于經(jīng)由通信部618將拍攝圖像數(shù)據(jù)、拍攝圖像數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)或解碼圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至另一裝置。另外，編解碼處理部615可以用于經(jīng)由通信部618來獲取拍攝圖像數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)。例如，編解碼處理部615對經(jīng)由通信部618獲取的拍攝圖像數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幋a和解碼。如上所述，編解碼處理部615可以用于將已獲取的圖像數(shù)據(jù)或編碼數(shù)據(jù)供應(yīng)至圖像處理部613，并且還可以用于將這種數(shù)據(jù)輸出至存儲部616、輸出部617和通信部618。

存儲部616存儲從編解碼處理部615供應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)等。根據(jù)需要，通過編解碼處理部615來讀取存儲部616中保存和存儲的編碼數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行解碼。將通過解碼處理獲得的拍攝圖像數(shù)據(jù)被供應(yīng)至顯示部614，以顯示對應(yīng)于該拍攝圖像數(shù)據(jù)的拍攝圖像。

輸出部617包括諸如外部輸出端子之類的外部輸出接口，以經(jīng)由該外部輸出接口將由編解碼處理部615供應(yīng)的各種類型數(shù)據(jù)輸出至攝像裝置600的外部。

通信部618以預(yù)定通信方式(有線通信或無線通信)向作為通信對象的另一裝置供應(yīng)諸如從編解碼處理部615供應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)和編碼數(shù)據(jù)之類的各種類型信息。通信部618也以預(yù)定通信方式(有線通信或無線通信)從作為通信對象的另一裝置中獲取諸如圖像數(shù)據(jù)和編碼數(shù)據(jù)之類的各種類型信息，并接著將這些信息供應(yīng)至編解碼處理部615。

控制部621控制攝像裝置600的各個處理部(虛線620內(nèi)所示的各個處理部、操作部622和驅(qū)動器623)的動作。

操作部622由諸如jogdial(商標(biāo))、按鍵、按鈕或觸摸面板之類的任意輸入裝置構(gòu)成，以接收使用者的操作輸入等，并接著將對應(yīng)于該操作輸入的信號供應(yīng)至控制部621。

驅(qū)動器623讀取安裝在該驅(qū)動器623中的可移動介質(zhì)624(例如，磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲器)中存儲的信息。驅(qū)動器623從可移動介質(zhì)624中讀取諸如程序和數(shù)據(jù)之類的各種類型信息，并接著將這些信息供應(yīng)至控制部621。此外，當(dāng)可寫入可移動介質(zhì)624安裝在驅(qū)動器623中時，驅(qū)動器623可以將各種類型的信息(例如，經(jīng)由控制部621供應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)和編碼數(shù)據(jù))存儲至可移動介質(zhì)624。

將在各個實施例中說明的本發(fā)明應(yīng)用為上述攝像裝置600的cmos圖像傳感器612。具體地，將上述圖像傳感器100用作cmos圖像傳感器612。由此，cmos圖像傳感器612可以抑制電功耗的增加。因此，攝像裝置600也可以抑制電功耗的增加。

可以使用硬件并且也可以使用軟件來進(jìn)行上述一系列的處理。當(dāng)使用軟件來進(jìn)行上述一系列的處理時，可以從網(wǎng)絡(luò)或記錄介質(zhì)來安裝用于構(gòu)成軟件的程序。

如圖26所示，該記錄介質(zhì)由例如與設(shè)備本身分離的記錄有程序的可移動介質(zhì)624構(gòu)成，以便將可移動介質(zhì)624分配給使用者，以將程序傳遞給使用者。該可移動介質(zhì)624包括磁盤(包括軟盤)和光盤(包括cd-rom和dvd)。另外，還包括磁光盤(包括微型盤(md))和半導(dǎo)體存儲器。

在這種情況下，通過將這種可移動介質(zhì)624安裝在驅(qū)動器623中，可以將程序安裝至存儲部616。

此外，還可以通過諸如局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或數(shù)字衛(wèi)星廣播之類的有線或無線傳輸介質(zhì)來供應(yīng)該程序。在這種情況下，通信部618可接收程序以將其安裝至存儲部616。

作為替代方式，該程序也可以預(yù)先安裝至存儲部616、控制部621內(nèi)的只讀存儲器(rom)等。

注意，由計算機執(zhí)行的程序可以是根據(jù)本說明書中說明的順序按照時序執(zhí)行處理的程序，或者是并行地或者例如在被調(diào)用時在必要時刻處執(zhí)行處理的程序。

此外，在本說明書中，用于說明記錄在記錄介質(zhì)中的程序的步驟當(dāng)然包括根據(jù)說明步驟的順序按照時序執(zhí)行的處理，并且還包括不必按照時序而是并行地或單獨地執(zhí)行的處理。

另外，由上述步驟實現(xiàn)的處理可以由上述各個裝置或上述裝置之外的任意裝置來執(zhí)行。在這種情況下，執(zhí)行該處理的設(shè)備被簡單地構(gòu)造成具有執(zhí)行上述處理所需的功能(例如，功能塊)。此外，處理所需的信息可被適當(dāng)?shù)匕l(fā)送至該設(shè)備。

同時，在本說明書中，系統(tǒng)是指多個組成部件(例如，裝置和模塊(部件))的集合，并且所有組成部件是否安置在同一機殼中并不重要。因此，被容納在分離的機殼中以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)彼此連接的多個設(shè)備和具有被容納在一個機殼內(nèi)的多個模塊的單個設(shè)備均被認(rèn)為是系統(tǒng)。

另外，在上述情況下，可以將被描述為一個設(shè)備(或處理部)的構(gòu)造劃分為多個設(shè)備(或處理部)?；蛘呦喾吹?，在上述情況下，可以將描述為多個設(shè)備(或處理部)的構(gòu)造集成為一個設(shè)備(或處理部)。此外，當(dāng)然，可以采用上述那些構(gòu)造之外的構(gòu)造，并將其添加至各個設(shè)備(或各個處理部)的構(gòu)造。另外，只要整個系統(tǒng)的構(gòu)造或動作保持基本不變，就可將某個設(shè)備(或某個處理部)的一部分包括在另一設(shè)備(或另一處理部)的構(gòu)造中。

已經(jīng)參照附圖詳細(xì)地說明了本發(fā)明的有利實施例。然而，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于這些示例。顯然，具有本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的普通知識的人可以在權(quán)利要求中公開的技術(shù)精神的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化或修改，當(dāng)然，這些種變化或修改被理解為本發(fā)明的技術(shù)范圍的一部分。

例如，本發(fā)明可以采用云計算構(gòu)造，其中將一個功能劃分并分配給多個設(shè)備，以便經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)在多個設(shè)備之間協(xié)調(diào)處理該功能。

此外，上述流程圖中描述的各個步驟可以由多個設(shè)備以共享的方式執(zhí)行，并且也可由單個設(shè)備執(zhí)行。

此外，當(dāng)在一個步驟中包括多個處理任務(wù)時，被包括在一個步驟中的多個處理任務(wù)可以由多個設(shè)備以共享的方式執(zhí)行，并且也可由單個設(shè)備執(zhí)行。

此外，本發(fā)明不限于此，且也可以作為被裝配在用于構(gòu)成上述設(shè)備或系統(tǒng)的設(shè)備中的任意構(gòu)造來執(zhí)行，例如，用作系統(tǒng)大規(guī)模集成電路(lsi)等的處理器、使用多個處理器等的模塊、使用多個模塊等的部件或者將額外功能等進(jìn)一步添加至部件而形成的組合(即，設(shè)備的部分構(gòu)造)等。

注意，本發(fā)明也可以被以如下方式構(gòu)造。

(1)一種信號處理裝置，其包括：

控制部，其控制用于比較多個信號的信號電平的比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在所述比較部比較所述多個信號的信號電平時的時段的比較時段，使所述比較時段之外的時段的所述電流量減小。

(2)根據(jù)(1)所述的信號處理裝置，其中，

所述比較部在所述差動級中包括多個對的電流源部和開關(guān)，每個所述電流源部用于供應(yīng)電流，每個所述開關(guān)能夠切斷來自所述電流源部的電流的路徑，所述對并聯(lián)地相互連接，并且

通過針對所述多個對之中的一部分?jǐn)嚅_所述開關(guān)以切斷由所述電流源部供應(yīng)的電流的路徑，所述控制部使所述比較時段之外的時段的所述電流量減小。

(3)根據(jù)(2)所述的信號處理裝置，其中，所述控制部設(shè)定要被斷開的所述開關(guān)，并在所述比較時段之外的時段期間斷開被設(shè)定的所述開關(guān)。

(4)根據(jù)(1)至(3)任一項所述的信號處理裝置，其中，

所述比較部在所述差動級中包括用于供應(yīng)電流的電流源部，并且

通過使所述電流源部的柵極電位降低，所述控制部使所述比較時段之外的時段的所述電流量減少。

(5)根據(jù)(1)至(4)任一項所述的信號處理裝置，其中，

相比于所述比較時段，所述控制部使所述比較部的自動調(diào)零時段的所述電流量減少。

(6)根據(jù)(1)至(5)任一項所述的信號處理裝置，其還包括所述比較部。

(7)根據(jù)(6)所述的信號處理裝置，其還包括計數(shù)器，所述計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)，直到所述比較部進(jìn)行的對所述多個信號之間的信號電平的比較的結(jié)果發(fā)生改變。

(8)根據(jù)(7)所述的信號處理裝置，其中，所述多個信號包括預(yù)定參考信號和從單位像素讀取的信號。

(9)根據(jù)(8)所述的信號處理裝置，其中，所述比較部用于：

在相關(guān)雙采樣的復(fù)位時段期間，比較所述參考信號和從所述單位像素讀取的復(fù)位信號；且

在所述相關(guān)雙采樣的信號讀取時段期間，比較所述參考信號和從所述單位像素讀取的像素信號，并且

相比于所述復(fù)位時段的所述比較時段和所述信號讀取時段的所述比較時段，所述控制部使所述比較時段之外的時段的所述電流量減小。

(10)一種控制方法，所述控制方法控制用于比較多個信號的信號電平的比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在所述比較部比較所述多個信號的信號電平時的時段的比較時段，使所述比較時段之外的時段的所述電流量減小。

(11)一種攝像元件，其包括：

像素陣列，在所述像素陣列中以矩陣形式布置有多個單位像素；

比較部，其比較從所述像素陣列中的所述單位像素讀取的信號與預(yù)定參考信號之間的信號電平；

計數(shù)器，其進(jìn)行計數(shù)，直到由所述比較部進(jìn)行的對所述信號電平的比較的結(jié)果發(fā)生改變；以及

控制部，其控制所述比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在所述比較部比較從所述單位像素讀取的所述信號與所述參考信號之間的所述信號電平時的時段的比較時段，使所述比較時段之外的時段的所述電流量減小。

(12)一種電子設(shè)備，其包括：

攝像部，其對拍攝對象進(jìn)行攝像；以及

圖像處理部，其對通過由所述攝像部進(jìn)行的攝像獲得的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理，

其中，所述攝像部包括：

像素陣列，在所述像素陣列中以矩陣形式布置有多個單位像素；

比較部，其比較從所述像素陣列中的所述單位像素讀取的信號與預(yù)定參考信號之間的信號電平；

計數(shù)器，其進(jìn)行計數(shù)，直到由所述比較部進(jìn)行的對所述信號電平的比較的結(jié)果發(fā)生改變；以及

控制部，其控制所述比較部中的差動級處的電流量，并且相比于作為在所述比較部比較從所述單位像素讀取的所述信號與所述參考信號之間的所述信號電平時的時段的比較時段，使所述比較時段之外的時段的所述電流量減小。

附圖標(biāo)記列表

100圖像傳感器101像素陣列

102參考電壓發(fā)生器103a/d轉(zhuǎn)換器

104水平傳輸部111控制部

112垂直掃描器121垂直信號線

122參考信號線123和124信號線

125控制線131至134控制線

141單位像素161列a/d轉(zhuǎn)換器

171比較部172計數(shù)器

173和174電容器181比較部

201至204晶體管205和206輸入端子

207和208開關(guān)211開關(guān)

212電流源部213開關(guān)

214電流源部221和222晶體管

223開關(guān)224電容器

225輸出端子251開關(guān)

252電流源253vg供應(yīng)部

271開關(guān)272電流源部

273開關(guān)274電流源部

275開關(guān)276電流源部

600攝像裝置612cmos圖像傳感器