基準電壓電路和圖像拍攝電路的制作方法

文檔序號：7916825閱讀：239來源：國知局

專利名稱：基準電壓電路和圖像拍攝電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基準電壓電路和圖像拍攝電路，更具體地，涉及被配置為能夠以低消耗電流生成低噪聲的基準信號的基準電壓電路和圖像拍攝電路。
背景技術：
在作為固態(tài)圖^f象拍才聶元件的CMOS (互補金屬氧化物半導體) 傳感器中，已經(jīng)將CDS (相關雙釆樣)電路用于處理圖像信號。
例如，日本專利第3734717號或第3710361號爿>開了一種 CMOS傳感器，其中，使從像素中的光電二極管所接收的光信號穿過每個像素列所配置的模擬CDS電路，從而去除包括在圖像信號中的噪聲，此后，執(zhí)行A/D (模/數(shù))轉(zhuǎn)換。
然而，當這樣使用CDS電路時，每個^f象素列的CDS電路的不均勻性引起了產(chǎn)生具有條狀的固定圖案噪聲的問題。此外，由于需要用于在CDS處理后保持信號值的電容性元件，所以存在電路面積增加的問題，并且由于通過移位寄存器使^t擬信號以高速水平地被掃描，所以存在電路易受諸如切換噪聲的影響的問題。
因jHl，在曰本專矛J中i青7^開第JP-2005-328135號(專矛J文^f牛3 ) 中，例如，提出了平行列AD轉(zhuǎn)換方式(下文，必要時，稱作列 AD方式)。
在列AD方式中，以每個像素列的形式配置AD轉(zhuǎn)換器，共同讀出所選列中每個像素的模擬信號至每個垂直信號線并直接進行 A/D轉(zhuǎn)換。因此，可以解決當使用上述CDS電路時所引起的問題，允許執(zhí)行高精度的噪聲去除。
此外，在列AD方式中，以每個水平圖像行的形式^L行平行處理，因此，沒有必要在水平方向上通過高速頻率驅(qū)動掃描，并且可以通過低速頻率在垂直方向上驅(qū)動A/D轉(zhuǎn)換。該方式還具有可以容易地分離在高頻帶中生成的噪聲分量和信號分量。
在采用列AD方式的CMOS傳感器中，在從像素提供到A/D 轉(zhuǎn)換器的像素信號中包括對應于預定基準電位的復位(reset)分量和對應于像素的接收光量的數(shù)據(jù)分量。A/D轉(zhuǎn)換器被提供有作為當像素信號進行A/D轉(zhuǎn)換時所參考的信號的斜坡(ramp )信號(斜坡電壓)。斜坡信號是波形信號，其中，電壓在對應于像素信號的復位分量的時間段內(nèi)以特定斜率從預定初始電壓開始下降以及電壓在對應于像素信號的數(shù)據(jù)分量的時間段內(nèi)以特定斜率從預定初始電壓開始下降。
圖1是示出用于生成將被提供給CMOS傳感器的A/D轉(zhuǎn)換器的斜坡信號的基準電壓電路的框圖。
在圖1中，基準電壓電路ll包括恒流源陣列12、恒流源選擇單元13、電阻14以及豐命出端15。
恒流源陣列12包4舌增益改變恒流源16、偏移(offset)改變恒流源17以及n個刮J皮波形生成恒流源18! ~ 18n。
增益改變恒流源16、偏移改變恒流源17以及4+i皮波形生成恒 :流源18i 18n構成電流4竟(CM)。偏移改變恒流源17的一端和凍牛 J皮波形生成恒流源18i 18n的一端連4l:至llr出端15。偏移改變恒流源17的另一端4姿地，以及斜;皮波形生成恒流源18i 18n的另一端連才妄至恒;^源選擇單元13。
輸出端15經(jīng)由電阻14連接至基準電壓Vref。才艮據(jù)基準電壓 Vref，響應于乂人恒流源陣列12l俞出的電流改變來生成電壓的刮-i皮4言號，并從輸出端15輸出。
當改變由CMOS傳感器拍才聶的圖l象的增益時，向增益改變恒流源16提供來自控制電路(未示出)的控制信號，并響應于控制信號改變增益改變恒流源16的電流值，從而改變斜坡信號的斜率。
當偏移對應于像素信號的復位分量時間段的斜坡信號的初始電壓和對應于像素信號的數(shù)據(jù)分量時間段的斜坡信號的初始電壓時，向偏移改變恒流源17提供來自控制電路(未示出)的控制信號。響應于控制信號改變偏移改變恒流源17的電流值，并偏移殺牛 ;皮信號的初始電壓。
通過恒流源選擇單元13選擇名牛;皮波形生成恒流源18i 18n，并輸出用于生成斜坡信號的斜率的電流。
恒流源選擇單元13響應于來自控制電路(未示出)的時鐘， /人殺牛i皮波形生成恒流源18i ~ 18n中順次選4奪電流應該流出的電流
在如上配置的基準電壓電路ll中，連接至電阻14的基準電壓 Vref被用作基準，并生成才艮據(jù)從恒流源陣列12輸出的電流而改變的斜坡信號。
因此，除了生成基準電壓Vref^皮用作基準的斜i皮信號之外，例如可以生成通過將電流提供給連接至輸出端和GND的電阻而將 GND用作基準的斜坡信號。
即，圖2是示出用于生成斜坡信號的基準電壓電路的其它實例的沖匡圖。
在圖2中，基準電壓電路11，包括恒流生成電路20、 3個晶體管21~23、增益改變電路24、晶體管25、斜坡生成電路26、偏移電路27以及電卩且28。
恒流生成電^各20的一端接地，且恒流生成電3各20的另一端連接至晶體管21的漏才及。晶體管21的源4及連4妄至電源電壓VDD, 以及晶體管21的柵極連接至晶體管22的斥冊極。晶體管21的棚-極和晶體管22的4冊極之間的連接點:故連接至恒流生成電路20和晶體管21的漏極之間的連接點。
晶體管22的源極連接至電源電壓VDD,且晶體管22的漏極連4妄至晶體管23的漏才及。
晶體管23的柵極連接至增益改變電路24，且晶體管23的柵極和增益改變電路24之間的連4妄點;故連接至晶體管22的漏4及和晶體管23的漏極之間的連接點。晶體管23的源極接地。
增益改變電路24是用于當改變由CMOS傳感器拍攝的圖像的增益時改變斜坡信號斜率的電路。此外，增益改變電路24和晶體管23構成電流4竟電路。
晶體管25的漏極連接至增益改變電路24,晶體管25的源極連接至電源電壓VDD，且晶體管25的棚-極連接至斜坡生成電路26。晶體管25的漏極和增益改變電路24之間的連接點被連接至晶體管 25的棚卄及和刮J皮生成電路26之間的連4妻點。
斜坡生成電路26是用于生成斜坡信號的斜率的電路。將斜坡生成電^各26經(jīng)由電阻28^妄地。
偏移電路27是用于偏移對應于像素信號的復位分量時間段的斜坡信號的初始電壓和對應于像素信號的數(shù)據(jù)分量時間段的斜坡信號的初始電壓的電路。偏移電路27連接至斜坡生成電路26和電阻28之間的連接點，并將該連接點連接至斜坡信號的輸出端(未示出)。
在如上配置的基準電壓電路ll，中，描述通過恒流生成電路20、晶體管21~23、增益改變電路24、晶體管25、斜坡生成電路26以及偏移電路27對斜坡信號引起的電壓噪聲。
由以下等式(1 )表示通過恒流生成電路20對斜坡信號引起的電壓^喿聲VNO:
VN0=in0x(gm2/gml)x(gm4/gm3)x(gm6/gm5)xRout ... (1)
在等式(1)中，inO表示恒流生成電路20的電流噪聲，gml 表示晶體管21的電壓放大率，gm2表示晶體管22的電壓放大率，以及gm3表示晶體管23的電壓放大率。此外，gm4表示增益改變電路24的電壓放大率，gm5表示晶體管25的電壓放大率，gm6表示斜;皮生成電路26的電壓方丈大率，gm7表示偏移電路27的電壓》文大率，以及Rout表示電阻28的電阻<直。
當將晶體管21的電壓噪聲表示為vnl時，由以下等式(2)表示通過晶體管21對斜坡信號引起的電壓噪聲VN1:
VNl=vnlxgm2x(gm4/gm3)x(gm6/gm5)xRout … (2)
當VN2表示通過晶體管22對斜坡信號引起的電壓噪聲時， VN3表示通過晶體管23對斜坡信號引起的電壓噪聲，VN4表示通過增益改變電路24對斜坡信號引起的電壓噪聲，VN5表示通過晶體管25對斜坡信號引起的電壓噪聲，VN6表示通過斜坡生成電路 26對斜坡信號引起的電壓噪聲，以及VN7表示通過偏移電路27對斜坡信號引起的電壓噪聲，由以下等式(3)表示對斜坡信號引起的總噪聲VN:
VN2=VN02+VN12+VN22+VN32+VN42+VN52+VN62+VN72…(3)
如在等式(3)中所表示的，在基準電壓電路ll，中，在斜坡信號中生成的總噪聲VN上疊加電壓噪聲VN0 VN7。在基準電壓電路ll，中，由于存在i午多電壓p喿聲的p桑聲源，所以難以減小總^桑聲 VN。 ot匕外，如等式(l) ~ (3)所示出的，當由增益改變電3各24 和晶體管23構成的電流4竟電^各中的返回比(return ratio )(》茲4竟比) (例如，gm4/gm3)變大時，總噪聲VN同樣變大。
基準電壓電路ll，的電流消耗是從初始階段到輸出階段在電流鏡中流動的電流總和。即，基準電壓電路ll，的電流消耗是在恒流生成電路20中流動的電流Io、在晶體管23中流動的電流h、在增益改變電^各24中流動的電流12以及在電阻28中流動的電流13的總和。
如上所述，在基準電壓電i 各ll，中，存在多萃殳電流路徑，因此， 7焦以減小電流消誄毛。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，在相關技術的基準電壓電路中，難以減少斜坡信號的噪聲和電流消誶毛。
因此，期望提供可以輸出比相關技術的基準電壓電路具有更低電流消耗的更低噪聲的斜坡信號的發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明第一實施例的基準電壓電路是用于生成當進行像
素信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換時所參考的基準電壓的基準電壓電路，并包括名牛i皮電壓生成裝置，用于生成以特定殺牛率乂人預定初始電壓開始下降的斜坡電壓；晶體管，與斜坡電壓生成裝置一起形成電流鏡電路；以及增益改變裝置，用于通過改變從預定電源經(jīng)由晶體管流過的電流的電流值，改變由斜坡電壓生成單元生成的斜坡電壓斜率。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，通過斜坡電壓生成裝置生成以特定殺牛率/人預定初始電壓開始下降的凍牛i皮電壓，并通過晶體管和斜J皮電壓生成裝置形成電流4竟電路。此外，通過增益改變裝置改變從預定電源經(jīng)由晶體管流動的電流的電流值，從而改變由斜坡電壓生成裝置生成的斜坡電壓的斜率。
根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖像拍攝電路是用于拍攝圖像的圖像拍攝電路，并包括像素陣列，其中排列有用于輸出像素信號的多個像素；以及基準電壓電路，用于生成當從像素陣列的像素輸出像素信號被數(shù)字轉(zhuǎn)換時所參考的基準電壓。在同一半導體芯片上配置像素陣列和基準電壓電路，基準電壓電路包括斜坡電壓生成裝置，用于生成以特定斜率從預定初始電壓開始下降的斜坡電壓；晶體管，與斜坡電壓生成裝置一起形成電流鏡電路；以及增益改變裝置，用于通過改變/人預定電源經(jīng)由晶體管流過的電流的電流值，改變由斜坡電壓生成單元生成的斜坡電壓的斜率。
在本發(fā)明的第二實施例中，由基準電壓電路生成基準電壓。當從配置有用于輸出像素信號的多個像素的像素陣列的像素輸出的像素信號被數(shù)字轉(zhuǎn)換時參考基準電壓。此外，在同一半導體芯片上配置像素陣列和基準電壓電路。通過基準電壓電路的斜坡電壓生成裝置生成以特定斜率從預定初始電壓開始下降的斜」皮電壓。通過晶體管和斜坡電壓生成裝置形成電流鏡電路。此外，通過增益改變裝
置改變從預定電源經(jīng)由晶體管流過的電流的電流值，從而改變由斜坡電壓生成單元生成的斜坡電壓的斜率。
根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實施例，可以以低電流消耗生成低噪聲的基準信號。

圖1是示出用于生成斜坡信號的基準電壓電路的框圖2是示出用于生成斜坡信號的基準電壓電路的另一實例的框
圖3是示出應用本發(fā)明的CMOS傳感器的實施例的配置實例的框圖4是用于示出CMOS傳感器31的才喿作的示圖5是用于示出增益上升時的斜坡信號和偏移時的斜坡信號的示圖6是示出基準電壓電路35的配置實例的框圖；圖7是示出增益改變電路60的配置實例的框圖；圖8是示出基準電壓電路的另一配置實例的框圖；圖9是示出基準電壓電路的又一配置實例的框圖；圖IO是示出增益改變電路的另一配置實例的框圖；圖11是用于示出噪聲帶的示圖；以及圖12是示出基準電壓電路的再一配置實例的框圖。
具體實施例方式
在下面描述本發(fā)明的實施例之前，如下舉例說明在本發(fā)明的組成元件和說明書或附圖中的實施例之間的相關性該說明書是為了確認在說明書或附圖中描述了用于支持本發(fā)明的實施例。因此，即使存在在說明書或附圖中描述但本文沒有描述為對應于本發(fā)明組成元件的實施例的任意實施例，并不意p木著該實施例不與組成元件相關聯(lián)。相反，即4吏存在本文描述為對應于組成元件的一個實施例的4壬意實施例，并不意p未著該實施例不與除該組成元件之外的組成元件相關聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的基準電壓電路是用于生成當像素信號時被數(shù)字轉(zhuǎn)換時所參考的基準電壓的基準電壓電路。該基準電壓電路包括斜坡電壓生成單元(例如，圖6中的斜坡電壓生成電路62)，用于生成以特定斜率從預定初始電壓開始下降的斜坡電壓；晶體管 (例如，圖6中的晶體管61),用于與刮-i皮電壓生成單元一起形成電流鏡電路；以及增益改變單元(例如，圖6中的增益改變電路60)，用于改變乂人預定電源經(jīng)由晶體管流過的電流的電流<直，以改變由凍牛坡電壓生成單元生成的斜坡電壓的斜率。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的基準電壓電路中，增益改變單元可以
包4舌可變電阻(例如，圖7中的可變電阻67),用于調(diào)節(jié)流經(jīng)晶體管的電流。
在才艮據(jù)本發(fā)明第一方面的基準電壓電路中包括的增益改變單元:&置有多個增益改變晶體管(例如，圖8中的晶體管74~76), 它們的漏極連接至晶體管；電阻(例如，圖8中的電阻81~83), 每一個均連接至增益改變晶體管的源極；以及開關(例如，圖8中的開關77~79),每一個均連接至增益改變晶體管的柵極。流經(jīng)晶體管的電流通過切換開關來調(diào)節(jié)。
在才艮據(jù)本發(fā)明第一方面的基準電壓電路中包括的增益改變單元設置有放大單元(例如，圖9中的方文大器65),用于發(fā)大基準電壓的；以及基準電壓改變單元(例如，圖9中的基準電壓改變單元90),用于改變將被輸入至放大單元的基準電壓。流經(jīng)晶體管的電流可根據(jù)由放大單元輸出的電壓來調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的基準電壓電路的基準電壓改變單元包括多個電阻(例如，圖9中的電阻91-95),用于串聯(lián)連4妄在預定電源和地電平之間；基準電壓改變開關(例如，圖9中的開關96 ~ 99),用于選4奪多個電阻的各個連4妄點；以及基準電壓生成力文大單元(例如，圖9中的放大器100)，其中，其一個輸入端與基準電壓改變開關連接，并輸出基準電壓。切換基準電壓改變開關并改變從預定電源輸入至基準電壓生成》文大單元的電壓，由此可以改變基準電壓。
才艮才居本發(fā)明第一方面的基準電壓電i 各中的增益改變單元還可以包4舌電容器(例如，圖10中的電容器101)，用于連4妄;改大單元的車命出終端和i也電平。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的基準電壓電路中，斜坡電壓具有電壓以特定在牛率從第一初始電壓開始下降的區(qū)間和電壓以特定在牛率從第二初始電壓開始下降的區(qū)間，并且還j殳置用于相對于第一初始電
壓偏移第二初始電壓的偏移生成單元(例如，圖6中的偏移生成電路63 )。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的圖像拍攝電路是用于拍攝圖像的圖像拍攝電路，并包括^象素陣列(例如，圖3中的^f象素陣列34),其中排列有用于輸出像素信號的多個像素；以及基準電壓電路(例如，圖3中的基準電壓電路35),用于生成當從像素陣列的像素輸出的像素信號被數(shù)字轉(zhuǎn)換時所參考的基準電壓。在同一半導體芯片上配置像素陣列和基準電壓電路?；鶞孰妷弘娐钒ㄐ逼码妷荷蓡?br> 元(例如，圖6中的斜坡電壓生成電路62),用于生成以特定斜率從預定初始電壓開始下降的斜」皮電壓；晶體管(例如，圖6中的晶體管61)，用于與名+坡電壓生成單元一起形成電流4竟電路；以及增益改變單元(例如，圖6中的增益改變電3各60),其中，改變乂人預定電源經(jīng)由晶體管流過的電流的電流值，從而改變由斜坡電壓生成單元生成的斜坡電壓的斜率。
下文，參照附圖詳細描述應用本發(fā)明的具體實施例。
圖3是示出應用本發(fā)明的CMOS傳感器的一個實施例的配置實例的^i圖。
在圖3中，通過系統(tǒng)控制單元32、垂直掃描電路33、像素陣列34、基準電壓電路35、歹'J ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)36以及水平掃描電路37構成CMOS傳感器31。
例如，系統(tǒng)控制單元32設置有邏輯控制電路、PLL電路(CLK 分離)、定時控制電路和通信接口。向系統(tǒng)控制單元32提供來自外
部電路(未示出)的主時鐘。系統(tǒng)控制單元32控制構成CMOS傳感器31的每塊，并與外部電路進行通信。
垂直掃描電路33 i殳置有垂直方向解石馬器38和垂直方向驅(qū)動電路39,并根據(jù)來自系統(tǒng)控制單元32的控制信號，以預定定時順序控制在像素陣列34的垂直方向中排列的像素，使得輸出像素信號。
例如，當從像素陣列34的像素間隔剔除(thin out)預定行中的<象素并乂人剩余^亍中的<象素輸出<象素信號時，垂直方向解碼器38 生成用于選擇輸出像素信號的行的信號，并將生成的信號提供給垂直方向馬區(qū)動電路39。
垂直方向驅(qū)動電路39生成用于驅(qū)動^f象素陣列34的卩象素的控制信號，即，選擇信號、復位信號和觸發(fā)信號，并將生成的信號提供給^象素陣列34。
通過垂直x水平像素的數(shù)量是mxn的像素41 ~ 41mn、 n條控制線42! ~ 42n以及m條垂直信號線43! ~ 43m構成像素陣列34。經(jīng) 由行控制線42i ~ 42n將像素41u ~ 41mn連接至垂直掃描電路33，并經(jīng)由垂直信號線43t ~ 43m將其連接至列ADC 36。
例如，參照Bayer陣列配置像素41u 41,，以4妄收三種顏色的光(R、 G、 B)，并才艮據(jù)經(jīng)由行控制線42! 42n從垂直掃描電路 33提供的控制信號將像素信號輸出至垂直信號線43i ~ 43m。
從系統(tǒng)控制單元32向基準電壓電路35提供用于控制增益或偏移的控制信號、預定頻率的時鐘信號等?；鶞孰妷弘娐?5根據(jù)預定的初始電壓生成電壓以特定斜率下降的斜坡信號，并將生成的信號4是供給列ADC 36。
通過電壓比4交單元45、 A/D 4爭:換單元46以及感應方文大單元47 構成列ADC 36。
電At匕4交，it 45 ^"有m ^t匕4交器48! ~ 48m。 t匕舉交器48! ~ 48m 的每一個均被提供有經(jīng)由垂直信號線43! ~ 43m來自像素41u ~ 41mn 的像素信號，并提供有來自基準電壓電路35的斜坡信號。
比較器48i 48m將經(jīng)由垂直信號線43t 43m提供的像素信號
與來自基準電壓電路35的斜坡信號進行比較，并將表示比較結果的比較結果信號提供給A/D轉(zhuǎn)換單元46。
即，比較器48! ~ 48m將從第一列中的像素41u ~ 41lrt經(jīng)由垂直
信號線43i順序提供的像素信號與來自基準電壓電路35的斜坡信號進行比較，并將作為比較結果而獲得的比較結果信號提供給A/D轉(zhuǎn) 換單元46的A/D轉(zhuǎn)換器49h類似于比較器48p比較器482將作為將經(jīng)由垂直信號線432提供的像素信號與斜坡信號進行比較的結果而獲得的比較結果信號提供給A/D轉(zhuǎn)換單元46的A/D轉(zhuǎn)換器
492。下文，類似地，比較器48m將作為將經(jīng)由垂直信號線43m提供
的像素信號與斜坡信號進行比較的結果而獲得的比較結果信號提供給A/D轉(zhuǎn)換單元46的A/D轉(zhuǎn)換器49m。
A/D轉(zhuǎn)換單元46具有m個A/D轉(zhuǎn)換器4% ~ 49m。分別從電壓比較單元45的比較器48t ~ 48m將比較結果信號提供給A/D轉(zhuǎn)換器 49i~49m。
A/D轉(zhuǎn)換器4^ ~ 49m的每一個均通過鎖存器和13個TFF (翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器)進行配置，并輸出13位像素信號。
即，從比較器48i ~ 48m向A/D轉(zhuǎn)換器49i ~ 49m提供比較結果信號，并從系統(tǒng)控制單元32向A/D轉(zhuǎn)換器49! ~ 49m提供預定頻率的計數(shù)器時鐘信號和預定控制信號。A/D轉(zhuǎn)換器49i ~ 49m響應于從比較器48! 48m提供的比較結果信號和從系統(tǒng)控制單元32提供的控制信號，對從系統(tǒng)控制單元32提供的計數(shù)器時鐘信號進行計數(shù)，從而對由像素陣列34的像素41u-41，輸出的模擬像素信號進行 AD轉(zhuǎn)換，并輸出因此獲得的像素信號。
感應》文大單元47具有13個i文大單元( amp )，放大從A/D轉(zhuǎn) 換單元46輸出的像素數(shù)據(jù)，并經(jīng)由系統(tǒng)控制單元32將像素數(shù)據(jù)輸出至后級的圖像處理電路等。
水平掃描電路37設置有水平方向解碼器51和水平方向驅(qū)動電路52，并根據(jù)來自系統(tǒng)控制單元32的控制信號，以預定定時順序控制在列ADC 36的水平方向中排列的多個A/D轉(zhuǎn)換器4% ~ 49m, 以輸出像素數(shù)據(jù)。當間隔剔除預定列中的像素并從剩余列中的像素輸出像素數(shù)據(jù)時，水平方向解碼器51生成選擇輸出像素數(shù)據(jù)的列的信號，并將生成的信號提供給水平方向驅(qū)動電路52。水平方向驅(qū) 動電路52生成用于驅(qū)動預定列的控制信號。
接下來，參照圖4,描述圖3中的CMOS傳感器31的操作。
在圖4中，從頂部開始，順序示出了由^f象素陣列34的<象素41 輸出的像素信號、由基準電壓電路35輸出的斜坡信號、由比較器 48輸出的比較結果信號、用于在A/D轉(zhuǎn)換器49的正計數(shù)和倒計數(shù) 之間切換的信號、由系統(tǒng)控制單元32輸出的計數(shù)器時鐘信號以及由A/D轉(zhuǎn)換器49輸出的計數(shù)器輸出信號。
如圖4頂部所示，像素陣列34的像素41基于從垂直掃描電路 33提供的控制信號，在復位信號A/D轉(zhuǎn)換期間根據(jù)預定基準電位輸出像素信號(復位分量)，并在數(shù)據(jù)信號A/D轉(zhuǎn)換期間基于對應
于光電檢測器(未示出)的接收光量的電荷輸出像素信號(數(shù)據(jù)分量)。
如從圖4頂部開始的第2部分所示，基準電壓電路35輸出電壓以特定斜率從預定初始電壓開始下降的斜坡信號。在斜坡信號中，對應于凄t據(jù)信號A/D轉(zhuǎn)換時間萃殳的電壓減小的時間^殳長于對應于復位信號A/D轉(zhuǎn)換時間段的電壓減小時間段。
如從圖4頂部開始的第3部分所示，當將^f象素信號和斜坡信號進行比較時，發(fā)現(xiàn)像素信號不少于斜坡信號，比較器48輸出H電平的比較結果信號，當像素信號比斜坡信號少時，比較器48輸出L 電平的比較結果信號。即，當斜坡信號的電壓以特定斜率下降時，在斜坡信號和像素信號匹配的情況下，比較器48輸出從H電平向 L電平轉(zhuǎn)換的比較結果信號。
如/人圖4頂部開始的第4部分所示，乂人系統(tǒng)控制單元32向A/D 專爭才灸器49才是供用于切4奐遞增(count-up )和遞減(count-down )的信號。當斜坡信號的電壓在復位信號A/D轉(zhuǎn)換期間以特定斜率下降時，信號變?yōu)長電平，當斜坡信號的電壓在數(shù)據(jù)信號A/D轉(zhuǎn)換期間以特定斜率下降時，變?yōu)镠電平。
如/人圖4頂部開始的第5部分所示，系統(tǒng)控制單元32將預定頻率的計數(shù)器時鐘信號(例如，500MHz的高速計數(shù)器時鐘信號) 提供給A/D轉(zhuǎn)換器49。
如從圖4頂部開始的第6部分(底部)所示，A/D轉(zhuǎn)換器49 對計數(shù)器時鐘信號進行計數(shù)，并輸出像素數(shù)據(jù)。
即，當用于在遞增和遞減之間切換的信號是L電平時，A/D轉(zhuǎn) 換器49變?yōu)檫f減模式，以在斜坡信號的電壓在復位信號A/D轉(zhuǎn)換
期間開始下降的時刻開始遞減計^:，并^f呆持直到比4交結果信號/人H 電平變?yōu)長電平的時刻計數(shù)的計數(shù)值(復位信號計數(shù))。此后，用于在遞增和遞減之間切換的信號從L電平變?yōu)镠電平，A/D轉(zhuǎn)換器 49變?yōu)檫f增才莫式，以在斜坡信號的電壓在數(shù)據(jù)信號A/D轉(zhuǎn)換期間開始下降的時刻開始遞增計數(shù)，并輸出通過直到比較結果信號從H 電平變?yōu)長電平的時刻計數(shù)而獲得的計數(shù)值(數(shù)據(jù)信號計數(shù))和復位信號計數(shù)之間的差異的計數(shù)值，作為像素數(shù)據(jù)。
因此，在CMOS傳感器31中，將像素信號和斜坡信號進行比較，并基于比較結果，對像素信號進行A/D轉(zhuǎn)換。然而，當改變由 CMOS傳感器31拍攝的圖像的增益時，改變斜坡信號的斜率。例如，在增益上升期間，斜坡信號的斜率降低。此外，在CMOS傳感器31中，為了防止由溫度改變所引起的暗電流的噪聲等影響像素數(shù)據(jù)，相對于復位信號A/D轉(zhuǎn)換期間的斜坡信號的基準電位，偏移數(shù)據(jù)信號A/D轉(zhuǎn)換期間的斜坡信號的基準電位。
參照圖5，描述增益上升期間的斜坡信號和偏移期間的斜i皮信號。
正常期間的斜坡信號表現(xiàn)由CMOS傳感器31拍攝的圖像處于正常亮度時的波形。增益上升期間的斜坡信號表現(xiàn)由CMOS傳感器 31拍才聶的圖^f象處于比正常狀態(tài)更暗的狀態(tài)下的波形。即，在比正常狀態(tài)更暗的狀態(tài)中，在像素41中積累的電荷變小。然而，當斜坡信號的電壓下降的斜率變小時，由比較器輸出的比較信號結果(圖 4)從H電平變?yōu)長電平的時間可以變得更長，從而由A/D轉(zhuǎn)換器 49輸出的像素數(shù)據(jù)增益增加。
在偏移的斜坡信號中，數(shù)據(jù)信號A/D轉(zhuǎn)換期間的基準電壓(在電壓以恒定斜率下降之前的電壓被稱作基準電壓)比復位信號A/D
轉(zhuǎn)換期間的基準電壓低偏移電平。根據(jù)溫度變化等設定偏移電平，當施加偏移時，即l吏暗電流由于溫度變化而增加等，^f旦取消增加。
除了將數(shù)據(jù)信號A/D轉(zhuǎn)換期間的基準電壓比復位信號A/D轉(zhuǎn) 換期間的基準電壓降低偏移電平之外，還可以以復位信號A/D轉(zhuǎn)換期間的基準電壓比數(shù)據(jù)信號A/D轉(zhuǎn)換期間的基準電壓高平移電平的方式來施力口Y扁4多。
接下來，圖6是示出基準電壓電路35的配置實例的框圖。
在圖6中，通過增益改變電路60、晶體管61、斜坡電壓生成電路62、偏移生成電路63以及電阻64構成基準電壓電路35。
增益改變電路60連接至晶體管61的漏極，并且晶體管61的源極連接至電源電壓VDD。此外，晶體管61的柵極連接至斜坡電壓生成電路62。增益改變電^各60和晶體管61的漏極之間的連4妻點被連接至晶體管61的柵極和斜坡電壓生成電路62之間的連接點。
經(jīng)由電阻64將斜i皮電壓生成電路62接地。斜坡電壓生成電路 62和電阻64之間的連4妄點;故連4妄至偏移生成電i 各63。該連4妄點連接至輸出斜坡信號的輸出端(未示出)。
如參照圖5所描述的，增益改變電^各60是用于當改變增益時改變斜坡信號的斜率的電路。斜坡電壓生成電路62是用于生成斜坡信號的斜率的電路。如參照圖5所描述的，偏移生成電路63是用于在施加偏移時對斜坡信號的基準電壓施加偏移的電路。
接下來，圖7是示出增益改變電路60的配置實例的框圖。
如圖7所示，通過i文大器65、晶體管66和可變電阻67構成增益文變電路60。
放大器65的+輸入端連接至預定基準電壓Vref,且放大器65 的輸出端連接至晶體管66的柵極。晶體管66的漏極連接至晶體管 61的漏極，晶體管66的源極經(jīng)由可變電阻67接地。晶體管66的源極和可變電阻67之間的連接點被連接至放大器65的-輸入端。
在增益改變電路60中，通過改變可變電阻67的電阻值，改變在可變電阻67中流動的電流Io的電流i直(^換句話i兌，從電源電壓 VDD經(jīng)由晶體管61流向增益改變電路60的電流的電流值)。因此，改變了斜坡信號的斜率。
在由此構成的基準電壓電路35中，與參照圖2描述的基準電壓電3各ll，相比，電流路徑變小，可以降寸氐電流消庫毛。此夕卜，在基準電壓電3各35中，可以比在基準電壓電路11，中更多地減少在刮-i皮信號中引起的噪聲。
這里，在基準電壓電路35中，可以由以下等式(4)表示在斜坡信號中引起的總噪聲VN:
VN2=VN02+VN12+VN22+VN32 … (4)
注意，在等式(4)中，VN0表示通過增益改變電路60對斜坡信號引起的電壓噪聲，VN1表示通過晶體管61對斜坡信號引起的電壓噪聲，VN2表示通過^H皮電壓生成電路62對斜i皮信號引起的電壓噪聲，以及VN3表示通過偏移生成電路63對斜坡信號引起的電壓p桑聲。
此外，基于in0表示增益改變電路60的電流噪聲的假設，由以下等式(5)表示由增益改變電路60施加給斜坡信號的電壓噪聲 VNO:
VN0=in0x(gm2/gml)xRout ... (5)
注意，在等式(5)中，gml表示晶體管61的電壓放大率，gm2 表示殺?！蛊る妷荷呻娐?2的電壓it大率，以及Rout表示電阻64 的電阻1直。
此外，基于vnl表示晶體管61的電壓噪聲的假設，可以由以下等式(6)表示由晶體管61施加給斜坡信號的電壓噪聲VN1:
VNl=vnlxgm2xRout … (6)
這里，增益改變電路60的電流噪聲inO是由放大器65引起的，桑聲、由晶體管66引起的p喿聲、由可變電阻67引起的p桑聲以及由基準電壓Vref引起的噪聲的疊力口，但是當與圖2中的基準電壓電路 ll，相比時，兩者之間的電壓差異正好是由可變電阻67引起的電流噪聲inr。
因此，例如，給出關于當增益改變電路60的增益變?yōu)?/N倍時，換句話i兌，當電流^直Io變?yōu)镹倍時，由增益改變電路60施加纟合斜i皮信號的電壓噪聲VN0的變化的描述。
由以下等式(7)表示由可變電阻67引起的電流噪聲inr2。 inr2=4kT/R … (7)
在等式(7)中，k表示玻爾茲曼常數(shù)，T表示溫度，R表示可變電阻67的電阻1直。
這里，當電流值Io變?yōu)镹倍時，可變電阻67的電阻值R是 Vref/(I。xN),因此，由以下等式(8 )表示電流，噪聲inr:
inr=々(4kT/(Vref/(I0xN)) … (7)
當電流值Io變?yōu)镹倍時，晶體管61的電壓i文大率gml是 V(2p山xN)，當電流值Io變?yōu)镹倍時，斜坡電壓生成電路62的電壓放大率gm2是々(2l32loxN)。因此，才艮據(jù)等式(5 ),當電流值10變?yōu)?N倍時，電壓噪聲VNO變?yōu)閂N倍。這里，^表示晶體管61的電流放大率，|32表示斜坡電壓生成電路62的電流放大率。
相反，在圖2中的基準電壓電路ll，中，在恒流生成電路20中流動的電流Io恒定，因此，才艮據(jù)上述等式(l)，為了4吏增益為1/N 倍，需要使增益改變電路24的電壓》文大率gm4為N倍。因此，通過恒流生成電路20施加給斜坡信號的電壓噪聲VNO變?yōu)镹倍。
因此，當增益變小(N >1)時，在圖6中的基準電壓電路35 中，電壓p桑聲VNO變?yōu)椤㎞倍，并且在圖2中的基準電壓電路11，中，電壓p桑聲VNO變?yōu)镹倍。因此，基準電壓電^各35比圖2中的基準電壓電^各ll，更能抑制噪聲的增加。
此外，當增益變高(N <1)時，圖2中的基準電壓電路ll，表現(xiàn)出通過使下列噪聲為N倍引起的噪聲減少的效果恒流生成電路 20的電流p桑聲in0、晶體管21的電壓p喿聲vnl、由晶體管22施加給斜坡信號的電壓噪聲VN2以及由晶體管23施加給斜坡信號的電壓噪聲VN3。然而，最初，噪聲源的數(shù)量比圖6中的基準電壓電路 35中的噪聲源的凄t量更大，因此，限制了噪聲減少的效果。相反，在圖6中的基準電壓電路35中，將噪聲減小至々N倍。
當使增益為1/N倍時由晶體管61施加給斜坡信號的電壓噪聲 VN1的變化類似于由圖2中的基準電壓電路ll，的晶體管25施加給殺+i皮信號的電壓噪聲VN5的變化。此外，當4吏增益為1/N倍時由斜坡電壓生成電路62施加給斜坡信號的電壓噪聲VN2的變化類似于由圖2中的基準電壓電路11，的斜坡生成電路26施加給斜坡信號的電壓p喿聲VN6的變4匕。
因此，相對于當使增益為1/N倍時的噪聲變化，僅電壓噪聲 VNO改變，因此，因為將基準電壓電路35的電壓噪聲VN0比基準電壓電路ll，的電壓噪聲VNO抑制得更多，所以基準電壓電路35 比基準電壓電路ll，更能減少噪聲。
如上所述，在基準電壓電路35中，可以減小電流消耗，并且還可以減少總體p桑聲。
在基準電壓電路35中，通過改變增益改變電路60中的可變電阻67的電阻^f直來改變增益，從而電路結構可以比圖2中的基準電壓電路ll，的電路結構更簡單。因此，可以減小電路的布局面積。
接下來，圖8是示出基準電壓電路的另一配置實例的框圖。
在圖8中，'通過增益改變電路60A、晶體管61、斜坡電壓生成電路62、偏移生成電路63以及電阻64構成基準電壓電3各35A。在圖8中，用相同的數(shù)字表示與圖7中的基準電壓電路35相同的部分，并在下面適當；也省略其描述。
即，圖8中的基準電壓電^各35A與圖7中的基準電壓電路35 的相同之處在于包括晶體管61、斜坡電壓生成電路62、偏移生成電路63以及電阻64。然而，基準電壓電路35A與基準電壓電路35 的不同之處在于包括增益改變電路60A且偏移生成電路63連接至增益改變電^各60A。
通過》文大器71、晶體管72~76、開關77~79以及電阻80~83 構成增益改變電^各60A。
放大器71的+ (正)輸入端連4妻至預定基準電壓Vref,并且放大器71的輸出端連接至晶體管73的柵極。晶體管72的源極連
接至電源電壓VDD，晶體管72的漏極連接至晶體管73的漏極，且晶體管72的4冊極連接至該連接點。此夕卜，偏移生成電路63連接至該連4妄點。
晶體管73的源極經(jīng)由電阻80接地，并且晶體管73的源極與電阻80之間的連接點被連接至放大器71的-(負)輸入端。
晶體管74~76的漏極連接至晶體管61的漏極。晶體管74的沖冊才及連4妄至開關77的一端，晶體管75的棚4及連4妄至開關78的一端，以及晶體管76的柵極連接至開關79的一端。晶體管74的源才及經(jīng)由電阻81 "t妄i也，晶體管75的源才及經(jīng)由電阻82 4妄i也，以及晶體管76的源極經(jīng)由電阻83接地。
開關77使晶體管74的柵極連接至放大器71的輸出端與晶體管73的柵極之間的連接點或者接地。開關78使晶體管75的柵-極連接至放大器71的輸出端與晶體管73的棚-才及之間的連接點或者接地。開關79使晶體管76的柵極連接至》文大器71的輸出端與晶體管73的柵極之間的連接點或者接地。
此外，在增益改變電路60A中，將晶體管74 ~ 76的棚4及寬度和電阻81 ~ 83的電阻l直商己置為二進制石馬(binary-code )。即，沖目對于晶體管73的柵極寬度W,晶體管74的柵極寬度為相等大小，晶體管75的柵極寬度為1/2倍，以及晶體管76的柵極寬度為1/4倍。此夕卜，相對于電阻80的電阻值R，電阻81的電阻值為相等大小，電阻82的電阻<直為2倍，以及電阻83的電阻值為4倍。
在由此配置的基準電壓電路35A中，偏移生成電路63連4妄至晶體管72的漏極，并從該連接點開始，向偏移生成電路63提供電流。即，在偏移生成電3各63和增益改變電路60A之間可以共享電
流源。因此，可以4吏基準電壓電路35A的布局比沒有共享電流源的電路結構更小。
在基準電壓電路35A中，當切才灸開關77~79時，改變/人與晶體管61的連接點流入增益改變電3各60A的電流的電流值。結果，增益改變。這里，晶體管74~76的柵極寬度和電阻81~83的電阻值被二進制編碼，因此，可以簡化用于改變增益的電3各結構。
雖然將圖8中的基準電壓電路35A配置為通過3個晶體管74~ 76和3個電阻81 ~ 83改變電流^直，^f旦可以通過4吏用3個或多個晶體管和電阻提高電流值的分辨性能。
接下來，圖9是示出基準電壓電路的又一配置實例的框圖。
在圖9中，通過增益改變電路60B、晶體管61、斜坡電壓生成電if各62、偏移生成電路63以及電阻64構成基準電壓電路35B。通過》文大器65、晶體管66、電阻67，以及基準電壓改變單元90構成增益改變電路60B。在圖9中，由相同的數(shù)字表示與圖7中的基準電壓電3各35相同的部分，并在下面適當?shù)厥÷云涿枋觥?br> 即，圖9中的基準電壓電路35B與圖7中的基準電壓電^各35 的相同之處在于包括晶體管61、斜坡電壓生成電路62、偏移生成電路63、電阻64、放大器65以及晶體管66。然而，基準電壓電路 35B與基準電壓電路35的不同之處在于設置電阻67，來代替圖7中的可變電阻67，且增益改變電路60B具有基準電壓改變單元90。
通過電阻91 ~95、開關96~99以及力文大器100構成基準電壓改變單元90。
串聯(lián)連4妄電阻91~95。電阻91的一端連4妄至電源電壓VDD, 且電阻95的一端接:地。電阻91和92之間的連4妄點;陂連4妻至開關 96的一端，且電阻92和93之間的連4妄點;故連接至開關97的一端。電阻93和94之間的連接點;故連4妄至開關98的一端，且電阻94和 95之間的連接點^皮連4I"至開關99的一端。
開關96~99的另一端連接至放大器100的+輸入端。放大器 100的輸出端連4妄至》文大器65的+輸入端，且該連接點連接至》文大器100的-l命入端。
在由此配置的基準電壓電路35B中，通過切換開關96~99, 改變將被提供給放大器100的電壓，且放大器100根據(jù)電壓改變將被輸入至放大器65的基準電壓Vref。
因此，通過改變將#皮豐敘入至》文大器65的基準電壓Vref，改變由放大器65輸出的電壓。因此，改變了根據(jù)電壓在電阻67，中流動的電流，換句話i兌，從晶體管61流入增益改變電i 各60B的電流值，從而可以改變增益。流入增益改變電路60B的電流值才艮據(jù)Vref/R 而改變。此外，當配置為切換開關96~99以改變基準電壓Vref時，可以以高精度改變增益。
在增益改變電路60B中，當縮小用于將電壓轉(zhuǎn)換為電流的放大器65的頻帶時，可以減少i桑聲。
即，圖IO是示出增益改變電路的另一配置實例的框圖。
在圖10中，通過放大器65、晶體管66、斜坡電壓生成電路62、偏移生成電路63、電阻67，、基準電壓改變單元90以及電容器101 構成增益改變電路60B，。在圖10中，由相同的凄t字表示與圖9的增益改變電路60B相同的部分，并在下面適當?shù)厥÷云涿枋觥?br> 即，圖10中的增益改變電路60B，與圖9中的增益改變電路60B 的相同之處在于包括放大器65、晶體管66、電阻67，以及基準電壓改變單元90。然而，增益改變電路60B，與增益改變電路60B的不同之處在于包括電容器101。
電容器101具有預定電容C，電容器101的一端連接至放大器 65的輸出端與晶體管66的柵—及之間的連4妾點，且電容器的另一端接地。
通過如此i殳置電容器101，可以縮小噪聲帶寬，并且可以減少由放大器65和基準電壓改變單元90所引起的噪聲。
參照圖11,描述噪聲帶寬。
圖11表示噪聲頻鐠和帶寬之間的關系。
Snl表示基準電壓改變單元90的p喿聲頻i普，col表示基準電壓改變單元卯(》欠大器IOO)的帶寬，Sn2表示》文大器65的噪聲頻語，以及①2表示》文大器65的帶寬。此外， 20表示在增益改變電路60B， (即，圖9中的增益改變電路60B)中沒有設置電容器101的情況下方欠大器65的p桑聲。
如圖11上半部分所示，當在增益改變電路60B，中設置電容器 101時，削減高頻分量，且可將》文大器65的帶寬①20縮小至帶寬。2。
通過將基準電壓改變單元90的p朵聲頻i普Snl乘以》文大器65的噪聲頻鐠Sn2獲得從放大器65輸出的噪聲頻鐠Sn，的值。因此，通過選擇電容器101的電容C使得放大器65的帶寬①2變得等于或小于基準電壓改變單元90的帶寬①1，如圖11的下半部分所示，可以
縮小從放大器65輸出的噪聲頻鐠Sn，。結果，可以減少在電阻67，中流動的電流的電流p朵聲。
接下來，圖12是示出基準電壓電路的又一配置實例的框圖。
如圖12所示，通過增益改變電路60、晶體管61、斜:故電壓生成電路62、偏移生成電路63以及電阻64構成基準電壓電路35D。
基準電壓電路35D由與圖6中的基準電壓電路35相同的塊構成。然而，雖然基準電壓電路35通過假設地電平作為基準電位而生成斜坡信號，但基準電壓電路35通過假設電源電壓VDD作為基準電位而生成斜i皮信號。
即，在基準電壓電路35D中，晶體管61的漏極經(jīng)由增益改變電^各60連接至電源電壓VDD,且晶體管61的源極接地。晶體管 61的柵極連接至斜坡電壓生成電路62,且晶體管61的4冊極與斜i皮電壓生成電路62之間的連接點被連接至晶體管61的漏極與增益改變電if各60之間的連4妄點。
斜i皮電壓生成電^各62經(jīng)由電阻64連4妄至電源電壓VDD。斜坡電壓生成電路62與電阻64之間的連接點被連接至偏移生成電路 63。該連接點連接至輸出斜坡信號的輸出端(未示出)。
由此配置的基準電壓電路35D通過々支設電源電壓VDD作為基準電位而生成殺牛i皮信號。
即，當在諸如硅片的半導體芯片上配置圖6中的基準電壓電路 35時，通過P溝道的折疊(foldback，折返)配置基準電壓電路35, 以及通過N溝道的折疊配置基準電壓電3各35D。
例如，可根據(jù)與斜坡信號比較的像素信號的基準電位來確定選
擇地電平或電源電壓VDD作為用于生成斜坡信號的基準電位。即，當像素信號的基準電位是地電平時，可通過假設地電平為基準電位而生成斜坡信號。另一方面，當像素信號的基準電位是電源電壓 VDD時，可通過，i設電源電壓VDD為基準電位而生成斜坡信號。
以這種方式，共享像素信號的基準電位和斜坡信號的基準電位，從而可以減少由CMOS傳感器31拍攝的圖像中引起的噪聲。
例如，當像素信號的基準電位是地電平以及當像素信號的基準電位是電源電壓VDD時，在電源電壓VDD中引起噪聲的情況下，還在通過將像素信號和斜坡信號進行比較而獲取的的結果上疊加噪聲。另一方面，在電源電壓VDD處共享^f象素信號的基準電位和斜坡信號的基準電位的情況下，即使在電源電壓VDD中引起噪聲時，也會在像素信號和斜坡信號之間的比較中消除噪聲，因此，比較結果不受噪聲的影響。因此，可以減少圖像中引起的噪聲。
此夕卜，如上所述，由于為基準電壓電i 各的結構可以選沖奪P溝道的折疊和N溝道的折疊，所以當1/f噪聲(閃爍噪聲)產(chǎn)生問題時，例如，可以選擇較少噪聲的P溝道的折疊以減少由1/f噪聲引起的影響。
注意，本發(fā)明的實施例不限于上述實施例，并且在不背離本發(fā) 明并青神的范圍內(nèi)可以進行各種〗奮改。
本領域的技術人員應該理解，根據(jù)設計要求和其它因素，可以有多種修改、組合、再組合和改進，均應包含在本發(fā)明的權利要求或等同物的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種基準電壓電路，用于生成當進行像素信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換時所參考的基準電壓，包括斜坡電壓生成裝置，用于生成以特定斜率從預定初始電壓開始下降的斜坡電壓；晶體管，用于與所述斜坡電壓生成裝置一起形成電流鏡電路；以及增益改變裝置，用于改變從預定電源經(jīng)由所述晶體管流過的電流的電流值，以改變由所述斜坡電壓生成裝置生成的斜坡電壓的斜率。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基準電壓電路，其中，所述增益改變裝置包括用于調(diào)節(jié)流經(jīng)所述晶體管的電流的可變電阻。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基準電壓電路，其中，所述增益改變裝置包括多個增益改變晶體管，其漏極連接至所述晶體管；電阻，每一個均連接至所述增益改變晶體管的源極；和開關，每一個均連接至所述增益改變晶體管的柵極；以及流經(jīng)所述晶體管的電流通過切換所述開關來調(diào)節(jié)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的基準電壓電路，其中，所述增益改變裝置包括放大裝置，用于放大所述基準電壓；以及基準電壓改變裝置，用于改變將被輸入至所述放大裝置的所述基準電壓；以及流經(jīng)所述晶體管的電流根據(jù)由所述》文大裝置輸出的電壓來調(diào)節(jié)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的基準電壓電路，其中，所述基準電壓改變裝置包括多個電阻，用于串聯(lián)連接在預定電源和地電平之間；基準電壓改變開關，用于選^奪所述多個電阻的各個連4妾點；以及基準電壓生成》文大裝置，其中，一輸入端連4妄至所述基準電壓改變開關，用于輸出所述基準電壓；以及切4灸所述基準電壓改變開關并改變乂人所述預定電源輸入至所述基準電壓生成方文大裝置的電壓，以改變所述基準電壓。
6. 根據(jù)權利要求5所述的基準電壓電路，其中，所述增益改變裝置還包括用于連接所述放大裝置的輸出端和地電平的電容器。
7. 根據(jù)權利要求1所述的基準電壓電路，其中，所述^H皮電壓具有電壓以預定殺+率/人第一初始電壓開始下降的區(qū)間和電壓以預定凍+率/人第二初始電壓開始下降的區(qū) 間；并且所述基準電壓電路還包括偏移生成裝置，用于相對于所述第一初始電壓偏移所述第二初始電壓。
8. 根據(jù)權利要求7所述的基準電壓電路，其中，共享被所述增益改變裝置用來生成用于改變所述斜坡電壓的殺牛率的電流分量的電流源以及^皮所述偏移生成裝置用來生成用于相對于所述第一初始電壓偏移所述第二初始電壓的電:i;危分量的電流源。
9. 一種圖像拍攝電路，用于拍攝圖像，包括像素陣列，其中排列有用于輸出像素信號的多個像素；以及基準電壓電路，用于生成當進行從所述像素陣列的像素輸出的所述像素信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換時所參考的基準電壓，其中；所述^f象素陣列和所述基準電壓電路配置在同一半導體芯片上，以及所述基準電壓電路包^舌斜坡電壓生成裝置，用于生成以特定斜率從預定初始電壓開始下降的斜坡電壓；晶體管，用于與所述斜坡電壓生成裝置一起形成電 ;危4竟電路；以及增益改變裝置，用于改變從預定電源經(jīng)由所述晶體管流過的電流的電流值，以改變由所述殺牛J皮電壓生成裝置生成的斜坡電壓的斜率。
全文摘要
本發(fā)明公開了基準電壓電路和圖像拍攝電路，其中，該基準電壓電路用于生成當進行像素信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換時所參考的基準電壓，包括斜坡電壓生成裝置，用于生成以特定斜率從預定初始電壓開始下降的斜坡電壓；晶體管，用于與斜坡電壓生成裝置一起形成電流鏡電路；以及增益改變裝置，用于改變從預定電源經(jīng)由晶體管流過的電流的電流值，以改變由斜坡電壓生成裝置生成的斜坡電壓的斜率。通過本發(fā)明，可以以低電流消耗生成低噪聲的基準信號。
文檔編號H04N5/378GK101360181SQ20081013124
公開日2009年2月4日申請日期2008年8月1日優(yōu)先權日2007年8月3日
發(fā)明者若林準人申請人:索尼株式會社

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