AD转换电路、光电转换装置、光电转换系统及移动体

摘要

本发明提供一种AD转换电路、光电转换装置、光电转换系统及移动体。一种AD转换电路包括被构造为将模拟信号与斜坡信号进行比较并输出指示比较结果的比较结果信号的比较器，并使用该比较结果信号进行AD转换。在比较中，斜坡信号的电位随着时间的流逝从第一电位变化为第二电位。在比较之前，斜坡信号的电位以第一变化率变化，然后以小于第一变化率的第二变化率变化，斜坡信号的电位从第一电位变化为在第一电位与第二电位之间的第三电位，并且在将第三电位输入到比较器的状态下，比较器被复位。

权利要求

1.一种模数AD转换电路，包括被构造为将模拟信号与斜坡信号进行比较并输出指示比较结果的比较结果信号的比较器，并使用该比较结果信号进行AD转换以将模拟信号转换为数字信号，其中，在比较中，斜坡信号的电位随着时间的流逝从第一电位变化为第二电位，并且其中，在比较之前，斜坡信号的电位以第一变化率变化，然后以小于第一变化率的第二变化率变化，斜坡信号的电位从第一电位变化为在第一电位与第二电位之间的第三电位，并且在将第三电位输入到比较器的状态下，比较器被复位。

2.根据权利要求1所述的AD转换电路，其中，在比较中，斜坡信号的电位以第一变化率从第一电位变化为第一电位与第三电位之间的第四电位，并且以第二变化率从第四电位变化。

3.根据权利要求1所述的AD转换电路，其中，在比较中从斜坡信号的电位开始从第一电位变化的时刻到斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的时刻的时段长度等于比较器的复位中的时段长度。

4.根据权利要求2所述的AD转换电路，其中，在比较中从斜坡信号的电位开始从第一电位变化的时刻到斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的时刻的时段长度等于比较器的复位中的时段长度。

5.根据权利要求1所述的AD转换电路，其中，在比较中从第一电位变化为第二电位的斜坡信号的电位等于比较器的复位中的斜坡信号的电位。

6.根据权利要求1所述的AD转换电路，

其中，AD转换电路进行多次AD转换，并且

其中，在针对所述多次AD转换中的各次的比较中，在斜坡信号的电位从第一电位变化为第三电位期间，斜坡信号的电位以第一变化率变化，然后以第二变化率变化。

7.根据权利要求6所述的AD转换电路，其中，所述多次AD转换将具有不同值的模拟信号转换为相应的数字信号。

8.根据权利要求6所述的AD转换电路，其中，在所述多次AD转换中，从斜坡信号的电位开始从第一电位变化的时刻到斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的时刻的时段为相同的长度。

9.根据权利要求7所述的AD转换电路，其中，在所述多次AD转换中，从斜坡信号的电位开始从第一电位变化的时刻到斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的时刻的时段为相同的长度。

10.根据权利要求6所述的AD转换电路，其中，在所述多次AD转换中，从第一电位变化为第二电位的斜坡信号的电位为相同的电位。

11.根据权利要求1所述的AD转换电路，还包括：斜坡信号生成电路，其被构造为生成斜坡信号；

计数器，其被构造为对脉冲信号进行计数以生成计数信号；以及同步电路，

其中，同步电路向斜坡信号生成电路输出控制信号，并且向计数器输出脉冲信号。

12.根据权利要求11所述的AD转换电路，其中，控制信号是用于将斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的信号。

13.根据权利要求11所述的AD转换电路，

其中，同步电路包括被构造为生成控制信号并包括第一时钟端子的第一触发器电路，以及被构造为生成脉冲信号并包括第二时钟端子的第二触发器电路，并且其中，公共信号被输入到第一时钟端子和第二时钟端子中的各个端子。

14.根据权利要求1所述的AD转换电路，

其中，通过使电容元件用电流进行充电或放电来改变斜坡信号的电位，并且其中，通过改变电流值来改变第一变化率和第二变化率。

15.根据权利要求1所述的AD转换电路，还包括：第一电容元件；以及

第二电容元件；

其中，比较器包括第一输入端子和第二输入端子，其中，模拟信号通过第一电容元件被输入到第一输入端子，其中，斜坡信号通过第二电容元件被输入到第二输入端子，并且其中，比较器的复位是用于使第一电容元件和第二电容元件的电荷复位的操作。

16.一种光电转换装置，包括：

根据权利要求1-15中的任一项所述的AD转换电路；以及模拟信号输出单元，其被构造为基于入射光生成电荷并基于所述电荷输出信号作为模拟信号。

17.一种光电转换系统，包括：

根据权利要求16所述的光电转换装置；以及

图像生成单元，其被构造为使用从光电转换装置输出的数字信号来生成图像。

18.一种移动体，包括：

根据权利要求16所述的光电转换装置；以及

距离信息获取单元，其被构造为基于从光电转换装置输出的信号从视差图像获取关于到目标对象的距离的距离信息，其中，移动体还包括控制单元，所述控制单元被构造为基于距离信息来控制移动体。

19.一种模数AD转换电路，包括被构造为将模拟信号与斜坡信号进行比较并输出指示比较结果的比较结果信号的比较器，并使用该比较结果信号进行AD转换以将模拟信号转换为数字信号，其中，在比较中，斜坡信号的电位随着时间的流逝从第一电位变化为第二电位，其中，在比较之前，比较器在第三电位被输入到比较器的状态下被复位，第三电位是第一电位与第二电位之间的电压，并且其中，在比较中，在斜坡信号的电位从第一电位变化为第三电位期间，斜坡信号的电位以第一变化率变化，然后以小于第一变化率的第二变化率变化。

20.根据权利要求19所述的AD转换电路，其中，在比较中，斜坡信号以第二变化率从第三电位变化为第二电位。

21.根据权利要求19所述的AD转换电路，其中，在比较器的复位中，斜坡信号的电位以第一变化率从第一电位变化，然后以第二变化率变化为第二电位。

22.根据权利要求21所述的AD转换电路，其中，在比较中从斜坡信号的电位开始从第一电位变化的时刻到斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的时刻的时段长度等于比较器的复位中的时段长度。

23.根据权利要求21所述的AD转换电路，其中，在比较中从第一电位变化为第二电位的斜坡信号的电位等于比较器的复位中的斜坡信号的电位。

24.根据权利要求19所述的AD转换电路，

其中，AD转换电路进行多次AD转换，并且

其中，在针对所述多次AD转换中的各次的比较中，在斜坡信号的电位从第一电位变化为第三电位期间，斜坡信号的电位以第一变化率变化，然后以第二变化率变化。

25.根据权利要求24所述的AD转换电路，其中，所述多次AD转换将具有不同值的模拟信号转换为相应的数字信号。

26.根据权利要求24所述的AD转换电路，其中，在所述多次AD转换中，从斜坡信号的电位开始从第一电位变化的时刻到斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的时刻的时段为相同的长度。

27.根据权利要求25所述的AD转换电路，其中，在所述多次AD转换中，从斜坡信号的电位开始从第一电位变化的时刻到斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的时刻的时段为相同的长度。

28.根据权利要求24所述的AD转换电路，其中，在所述多次AD转换中，从第一电位变化为第二电位的斜坡信号的电位为相同的电位。

29.根据权利要求19所述的AD转换电路，还包括：斜坡信号生成电路，其被构造为生成斜坡信号；

计数器，其被构造为对脉冲信号进行计数以生成计数信号；以及同步电路，

其中，同步电路向斜坡信号生成电路输出控制信号，并且向计数器输出脉冲信号。

30.根据权利要求29所述的AD转换电路，其中，控制信号是用于将斜坡信号的电位的变化率从第一变化率变化为第二变化率的信号。

31.根据权利要求29所述的AD转换电路，

其中，同步电路包括被构造为生成控制信号并包括第一时钟端子的第一触发器电路，以及被构造为生成脉冲信号并包括第二时钟端子的第二触发器电路，并且其中，公共信号被输入到第一时钟端子和第二时钟端子中的各个端子。

32.根据权利要求19所述的AD转换电路，

其中，通过使电容元件用电流进行充电或放电来改变斜坡信号的电位，并且其中，通过改变电流值来改变第一变化率和第二变化率。

33.根据权利要求19所述的AD转换电路，还包括：第一电容元件；以及

第二电容元件；

其中，比较器包括第一输入端子和第二输入端子，其中，模拟信号通过第一电容元件被输入到第一输入端子，其中，斜坡信号通过第二电容元件被输入到第二输入端子，并且其中，比较器的复位是用于使第一电容元件和第二电容元件的电荷复位的操作。

34.一种光电转换装置，包括：

根据权利要求19-33中的任一项所述的AD转换电路；以及模拟信号输出单元，其被构造为基于入射光生成电荷并基于所述电荷输出信号作为模拟信号。

35.一种光电转换系统，包括：

根据权利要求34所述的光电转换装置；以及

图像生成单元，其被构造为使用从光电转换装置输出的数字信号来生成图像。

36.一种移动体，包括：

根据权利要求34所述的光电转换装置；以及

距离信息获取单元，其被构造为基于从光电转换装置输出的信号从视差图像获取关于到目标对象的距离的距离信息，其中，移动体还包括控制单元，所述控制单元被构造为基于距离信息来控制移动体。

说明书

AD转换电路、光电转换装置、光电转换系统及移动体

技术领域

[0001] 实施例方面涉及一种模数(AD)转换电路、光电转换装置、光电转换系统及移动体。

背景技术

[0002] 已知一种模数(AD)转换电路，其使用电位随着时间的流逝而变化的参考信号(斜坡信号)将模拟信号转换为数字信号。

[0003] 日本特开第2013-150121号公报讨论了一种技术，该技术用于在通过将参考信号从初始电位偏移而获得的电位(偏移电位)输入到比较器的状态下使比较器复位。根据该技术，设置在AD转换期间从比较器输出的信号进行变化的操作点。此外，将参考信号再次设置为初始电位，并且该电位随着时间的流逝从初始电位改变(生成斜坡信号)，从而进行AD转换。

发明内容

[0004] 根据实施例的一方面，提供一种模数(AD)转换电路，该电路包括被构造为将模拟信号与斜坡信号进行比较并输出指示比较结果的比较结果信号的比较器，并使用该比较结果信号进行AD转换以将模拟信号转换为数字信号，其中，在比较中，斜坡信号的电位随着时间的流逝从第一电位变化为第二电位，并且其中，在比较之前，斜坡信号的电位以第一变化率变化，然后以小于第一变化率的第二变化率变化，斜坡信号的电位从第一电位变化为在第一电位与第二电位之间的第三电位，并且在将第三电位输入到比较器的状态下，比较器被复位。

[0005] 根据实施例的另一方面，提供一种AD转换电路，该电路包括被构造为将模拟信号与斜坡信号进行比较并输出指示比较结果的比较结果信号的比较器，并使用该比较结果信号进行AD转换以将模拟信号转换为数字信号，其中，在比较中，斜坡信号的电位随着时间的流逝从第一电位变化为第二电位，其中，在比较之前，比较器在第三电位被输入到比较器的状态下被复位，第三电位是第一电位与第二电位之间的电压，并且其中，在比较中，在斜坡信号的电位从第一电位变化为第三电位期间，斜坡信号的电位以第一变化率变化，然后以小于第一变化率的第二变化率变化。

[0006] 根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本公开的另外的特征将变得清楚。

附图说明

[0007] 图1是示出作为光电转换装置的示例的摄像装置的构造的框图。

[0008] 图2是示出包括模数(AD)转换电路的构造的框图。

[0009] 图3是示出斜坡信号生成电路的构造的电路图。

[0010] 图4是示出AD转换电路的操作的时序图。

[0011] 图5是示出AD转换电路的构造的框图。

[0012] 图6是示出控制AD转换电路的控制电路的构造的电路图。

[0013] 图7是示出同步电路的构造的电路图。

[0014] 图8是示出同步电路的操作的时序图。

[0015] 图9是示出斜坡信号生成电路的构造的电路图。

[0016] 图10是示出斜坡信号生成电路的构造的电路图。

[0017] 图11是示出AD转换电路的操作的时序图。

[0018] 图12是示出计数器的计数值、控制信号以及流过电阻元件的电流的值之间的关系的表。

[0019] 图13是示出光电转换系统的构造的框图。

[0020] 图14A和图14B示出了光电转换系统和移动体的构造和操作。

具体实施方式

[0021] 在日本特开第2013-150121号公报中讨论的技术中，参考信号的从预定电位到比较器被复位的电位的电压范围是在模数(AD)转换期间从比较器输出的信号不变化的区域。因此，存在用于缩短AD转换时段或用于使比较器复位的时段的空间。以下示例性实施例涉及一种用于缩短AD转换时段或用于使比较器复位的时段的技术。

[0022] 下面将参照附图描述示例性实施例。

[0023] 在以下示例性实施例中，主要描述作为根据本公开的光电转换装置的示例的摄像装置。然而，示例性实施例不限于摄像装置，并且还可以应用于光电转换装置的其他示例。光电转换装置的示例包括测距装置(例如用于使用焦点检测或飞行时间(TOF，Time-Of-Flight)进行距离测量的装置)和测光装置(例如用于测量入射光量的装置)。

[0024] (第一示例性实施例)

[0025] 图1是示出根据第一示例性实施例的摄像装置的构造的框图。

[0026] 摄像装置包括像素阵列单元100。在像素阵列单元100中以多行和多列布置多个像素101。如下所述，多个单位像素101中的各个单位像素配设有接收入射光并生成信号电荷的光电转换单元。像素阵列单元100配设有对应于单位像素101的各列布置的多条信号线。垂直扫描电路110为各个行选择单位像素101。位于垂直扫描电路110所选择的行中的各个单位像素101将基于信号电荷的像素信号输出到对应的信号线。

[0027] 摄像装置还包括读出电路102。读出电路102向各个信号线供应电流，以便从单位像素101读出信号。此外，读出电路102向各个信号线供应电流，并对通过相应的信号线从各个单位像素101输出的像素信号进行信号处理。由读出电路102进行的信号处理的示例包括信号放大、信号中的降噪(相关双采样)以及采样和保持。

[0028] 摄像装置还包括第一偏置供应电路103。第一偏置供应电路103向读出电路102供应电压和电流。

[0029] 摄像装置还包括比较电路104、第二偏置供应电路105、列存储器106、水平扫描电路107、斜坡信号生成电路108和计数器109。第二偏置供应电路105向比较电路104供应电压和电流。斜坡信号生成电路108生成其电位随着时间的流逝而变化的斜坡信号，并将该斜坡信号输出到比较电路104。比较电路104将指示斜坡信号与从读出电路102输出的像素信号之间的比较结果的比较结果信号输出到列存储器106。读出电路102是模拟信号输出单元，其将作为模拟信号的像素信号输出到比较电路104。

[0030] 计数器109使用从锁相环(PLL)电路113输出的脉冲信号来生成指示时间的流逝的计数信号，并将该计数信号输出至列存储器106。

[0031] 列存储器106基于从比较电路104输出的比较结果信号所指示的信号电平的变化来保持从计数器109输出的计数信号。因此，列存储器106保持指示与像素信号的值相对应的信号值的计数信号，作为与像素信号相对应的数字信号。

[0032] 水平扫描电路107扫描列存储器106的各个列，并从对应于单位像素101的各列布置的列存储器中将数字信号读出到数字前端(DFE)114中。DFE 114对读取的数字信号进行各种数字信号处理，例如放大、降噪、相加和校正。DFE 114将处理后的数字信号输出到信号输出电路112。信号输出电路112将数字信号输出到摄像装置的外部。

[0033] 摄像装置还包括定时发生器(TG)111。TG 111向垂直扫描电路110、第一偏置供应电路103、第二偏置供应电路105、斜坡信号生成电路108和PLL电路113中的各个输出用于控制操作的控制信号。

[0034] 图2是示出包括AD转换电路200的构造的框图。AD转换电路200包括图1所示的比较电路104、列存储器106和斜坡信号生成电路108。图2不仅示出了AD转换电路200，而且示出了TG 111和PLL电路113。

[0035] 控制信号P_RAMP_EN1、P_RAMP_EN2和P_RAMP_RES从TG 111被供应给斜坡信号生成电路108。斜坡信号生成电路108将参考信号RAMP_O供应给比较电路104。比较电路104包括比较器201、电容元件202和203、以及开关204和205。作为比较器201的输入节点中的一个输入节点的反相输入端子(第一输入端子)通过电容元件202(第一电容元件)从相应列中的读出电路102接收像素信号。作为比较器201的输入节点中的另一个输入节点的非反相输入端子(第二输入端子)通过电容元件203(第二电容元件)接收参考信号RAMP_O。

[0036] 比较器201将像素信号与参考信号RAMP_O进行比较，并且将指示比较结果的比较结果信号输出到相应的列存储器106-1。

[0037] 开关204和205由从TG 111输入的信号P_COMP_FB控制。当开关204和205接通时，电容元件202和203的电荷被复位，从而使比较器201复位。

[0038] 尽管在图2中未示出比较器201的非反相输入端子和反相输入端子，但是假定像素信号被输入到非反相输入端子和反相输入端子中的一个，并且斜坡信号输入到非反相输入端子和反相输入端子中的另一个。

[0039] TG 111和PLL电路113接收时钟信号CLK作为参考时钟。TG 111将控制信号P_CNT_EN供应给PLL电路113。PLL电路113将作为用于操作计数器109的计数器时钟信号的脉冲信号供应给计数器109。计数器109对作为计数器时钟信号的脉冲信号进行计数，从而生成计数信号。计数器109将计数信号供应给各列中的列存储器106-1至106-n中的各个列存储器。

[0040] 图3是示出斜坡信号生成电路108的细节的电路图。

[0041] 第一电流源301和第二电流源302中的各个都是可变电流源，其中要供应的电流量是可变的。开关303和304的接通/断开由从TG 111供应的控制信号P_RAMP_EN1和P_RAMP_EN2控制。电容元件306通过接通开关303和304中的一个或两个而被充电。参考信号RAMP_O通过用用电流对电容元件306进行充电而生成。开关305的接通/断开由从TG111供应的控制信号P_RAMP_RES控制。当开关305被接通时，电容元件306的电荷被放电到接地电极GND。因此，来自电容元件306的电荷被复位，从而使参考信号RAMP_O复位。

[0042] 图4是示出图3所示的斜坡信号生成电路108的操作的时序图。

[0043] 在从时刻t1到时刻t12的时段中，读出电路102从各个单位像素101向比较电路104输出复位电平信号。在从时刻t12到时刻t18的时段中，读出电路102从各个单位像素101输出光电转换信号。

[0044] 现在将描述从各个单位像素101输出的复位电平信号和光电转换信号。通常，各个单位像素101包括用作光电转换单元的光电二极管、转移晶体管、浮置扩散单元、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。转移晶体管的源极和漏极中的一个的主节点对应于光电转换单元，并且转移晶体管的源极和漏极中的另一个的主节点连接至浮置扩散单元。浮置扩散单元连接到放大晶体管的栅极。放大晶体管的漏极被供应有电源电压。放大晶体管的源极连接到选择晶体管的源极和漏极中的一个的主节点。选择晶体管的源极和漏极中的另一个的主节点连接到对应于单位像素101的各个列配设的信号线。复位晶体管的源极和漏极中的一个的主节点被供应有电源电压，并且复位晶体管的源极和漏极中的另一个的主节点连接到浮置扩散单元。转移晶体管、复位晶体管和选择晶体管中的各个晶体管的栅极由垂直扫描电路110控制。

[0045] 当复位晶体管被导通时，将浮置扩散单元复位到基于电源电压的电位。通过断开复位晶体管来释放浮置扩散单元的复位状态。从各个单位像素101输出的复位电平信号是从放大晶体管输出并且与复位状态被释放的浮置扩散单元的电位相对应的信号。复位电平信号是包括单位像素101的噪声分量的信号。

[0046] 之后，当转移晶体管被导通时，光电二极管对入射光进行光电转换而生成的信号电荷被转移至浮置扩散单元。这里假设信号电荷是电子。放大晶体管输出与信号电荷被转移到的浮置扩散单元的电位相对应的信号，作为光电转换信号。从各个单位像素101输出的像素信号包括复位电平信号和光电转换信号。

[0047] 在假设读出电路102具有用于对像素信号进行反相和放大的功能的情况下描述本示例性实施例。具体地，随着入射在光电二极管上的光量增加，光电转换信号的电位降低。由于从读出电路102输出的信号是通过对光电转换信号进行反相和放大而获得的信号，因此信号的电位随着光量的增加而增加。从各个单位像素101输出的复位电平信号被称为N信号，并且从各个单位像素101输出的光电转换信号被称为S信号。通过对从读出电路102输出的N信号进行反相和放大而获得的信号被称为放大的N信号，并且通过对从读出电路102输出的S信号进行反相和放大而获得的信号被称为放大的S信号。

[0048] 在时刻t1，信号P_RAMP_RES变为高电平(以下简称为“Hi”)。因此，开关305被接通。因此，参考信号RAMP_O的电位被复位到接地电位GND。

[0049] 在时刻t2，信号P_RAMP_EN2和P_RAMP_EN1变为“Hi”。因此，开关303和304被接通。相应地，第一电流源301和第二电流源302向电容元件306供应电流。然而，由于开关305被接通，因此不对电容元件306充电，由此参考信号RAMP_O被维持在接地电位GND。

[0050] 在时刻t3，信号P_RAMP_RES变为低电平(以下简称为“Lo”)，并且开关305被断开。因此，开始用从第一电流源301和第二电流源302中的各个供应的电流对电容元件306进行充电。

[0051] 此外，信号P_COMP_FB变为“Hi”。因此，比较电路104的开关204和205被接通并且比较器201被复位。

[0052] 在时刻t4，信号P_RAMP_EN2变为“Lo”。因此，开关304被断开。然后，在时刻t5，信号P_RAMP_EN1变为“Lo”，因此开关303被断开。具体地，在从时刻t3到时刻t4的时段期间，用从第一电流源301和第二电流源302两者供应的电流对电容元件306进行充电。此外，在从时刻t4到时刻t5的时段期间，用从第一电流源301供应的电流对电容元件306进行充电。

[0053] 这里，假设当电容元件306被第一电流源301和第二电流源302两者充电时的参考信号RAMP_O的斜率由d12表示，并且当电容元件306被第一电流源301充电时的参考信号RAMP_O的斜率由d1表示时，下式(1)成立。

[0054] d12>d1···(1)

[0055] 在从时刻t3到时刻t4的时段期间，电容元件306被快速充电，并且在从时刻t4到时刻t5的时段期间，电容元件306被缓慢充电。因此，在从时刻t3到时刻t4的时段期间，参考信号RAMP_O的电位随着时间的流逝以第一变化率变化。可以说，在从时刻t4到时刻t5的时段期间，参考信号RAMP_O随着时间的流逝以小于第一变化率的第二变化率变化。在本示例性实施例中，在从时刻t1到时刻t3的时段期间参考信号RAMP_O的电位(接地电位GND)与初始电位(第一电位)相对应。

[0056] 在时刻t6，信号P_COMP_FB变为“Lo”。在时刻t6，参考信号RAMP_O(Voffset)和来自读出电路102的输出分别被钳位到电容元件203和电容元件202。因此，比较器201的复位完成。用于使比较器201复位的参考信号RAMP_O的电位Voffset对应于第三电位。

[0057] 之后，参考信号RAMP_O被复位为与第一电位相对应的接地电位GND。

[0058] 从读出电路102输出的信号基于S信号的输入而向前移动。因此，除非参考信号RAMP_O的振幅大于或等于电位Voffset，否则从比较器201输出的比较结果信号的信号电平不会变化。因此，当比较器201的复位完成时，钳位到电容元件203的参考信号RAMP_O(Voffset)添加(add)偏移，直到将比较结果信号改变为与第一电位相对应的接地电位GND。因此，添加到比较器201的偏移被称为比较器偏移。添加了比较器偏移的从时刻t3到时刻t6的时段被称为偏移相加时段。参考信号RAMP_O的电位随着时间的流逝的变化在变化开始时可能具有低线性。使用参考信号RAMP_O的线性低的区域的AD转换的精度劣化。因此，通过添加偏移，可以获得使用参考信号RAMP_O的线性优异的区域的有益效果。

[0059] 此外，通过在从时刻t3到时刻t4的时段期间增加参考信号RAMP_O的变化率，可以使参考信号RAMP_O的电位迅速达到第三电位。因此，可以将偏移迅速地添加到比较器201。

[0060] 在时刻t7，信号P_RAMP_RES变为“Hi”。因此，开关305被接通，并且电容元件306的电荷被放电到接地电极GND。结果，参考信号RAMP_O被复位为接地电位GND(第一电位)。

[0061] 在时刻t8，信号P_RAMP_EN2和P_RAMP_EN1中的各个信号变为“Hi”。因此，第一电流源301和第二电流源302向电容元件306供应电流。然而，由于开关305被接通，所以不对电容元件306充电，因此参考信号RAMP_O被保持在接地电位GND。

[0062] 在时刻t9，信号P_RAMP_RES变为“Lo”，并且开关305被断开。因此，开始用从第一电流源301和第二电流源302中的各个电流源供应的电流对电容元件306进行充电。结果，参考信号RAMP_O的电位随着时间的流逝而变化。即，生成斜坡信号。

[0063] 在时刻t10，信号P_RAMP_EN2变为“Lo”并且开关304被断开。然后，在时刻t11，信号P_RAMP_EN1变为“Lo”，并且开关303被断开。具体地，在从时刻t9到时刻t10的时段期间，用从第一电流源301和第二电流源302两者供应的电流对电容元件306进行充电。此外，在从时刻t10到时刻t11的时段期间，用从第一电流源301供应的电流对电容元件306进行充电。

[0064] 换句话说，在从时刻t9到时刻t10的时段期间，参考信号RAMP_O以第一变化率d12变化。然后，在从时刻t10到时刻t11的时段期间，参考信号RAMP_O以第二变化率d1变化。

[0065] 在从时刻t9到时刻t11的时段期间，读出电路102输出放大的N信号。对放大的N信号进行AD转换的从时刻t9到时刻t11的时段被称为NAD时段。

[0066] 在时刻t10的参考信号RAMP_O由V1表示，并且V1

[0067] 因此，NAD时段中的AD转换增益由斜率d1确定。

[0068] 在从时刻t12到时刻t14的时段期间，信号P_RAMP_RES变为“Hi”，并且参考信号RAMP_O再次被复位为接地电位GND(第一电位)。

[0069] 在时刻t13，信号P_RAMP_EN2和P_RAMP_EN1中的各个信号变为“Hi”。相应地，第一电流源301和第二电流源302向电容元件306供应电流。然而，由于开关305被接通，因此不对电容元件306充电，由此参考信号RAMP_O被保持在接地电位GND。

[0070] 在时刻t14，信号P_RAMP_RES变为“Lo”，并且开关305被断开。因此，开始用从第一电流源301和第二电流源302中的各个电流源供应的电流对电容元件306进行充电。即，生成斜坡信号。

[0071] 在时刻t15，信号P_RAMP_EN2变为“Lo”，并且开关304被断开。然后，在时刻t16，信号P_RAMP_EN1变为“Lo”。因此，开关303被断开。具体地，在从时刻t14到时刻t15的时段期间，用从第一电流源301和第二电流源302两者供应的电流对电容元件306进行充电。然后，在从时刻t15到时刻t16的时段期间，用从第一电流源301供应的电流对电容元件306进行充电。

[0072] 换句话说，在从时刻t14到时刻t15的时段期间，参考信号RAMP_O以第一变化率d12变化。然后，在从时刻t15到时刻t16的时段期间，参考信号RAMP_O以第二变化率d1变化。

[0073] 从时刻t14到时刻t16的时段是对放大后的S信号进行AD转换的时段。该时段称为SAD时段。

[0074] 与NAD时段相同，在时刻t15的参考信号RAMP_O由V1表示，并且设置与上式(2)的条件相同的条件，因此，在SAD时段中的AD转换增益为由斜率d1确定。

[0075] 在从时刻t17到时刻t18的时段期间，信号P_RAMP_RES变为“Hi”。结果，参考信号RAMP_O被复位为接地电位GND。

[0076] 像本示例性实施例中一样，当参考信号RAMP_O在偏移相加时段、NAD时段和SAD时段中的各个时段中从第一电位变化为第二电位时，使用第一变化率。此外，当参考信号RAMP_O从第二电位变化为第三电位(在时刻t5、时刻t11和时刻t16中的任一时刻的电位)时，使用小于第一变化率的第二变化率。因此，与以第二变化率将参考信号RAMP_O从第一电位变化为第三电位的情况相比，可以进一步减小偏移相加时段(用于使比较器201复位的时段)和AD转换时段。

[0077] 根据本示例性实施例，同样在偏移相加时段中，参考信号RAMP_O也以两个斜率变化，如NAD时段和SAD时段中一样。在偏移相加时段中，例如，参考信号RAMP_O可以以一种类型的斜率即斜率d12变化。在NAD时段和/或SAD时段中的至少一个中，可以使用第一变化率和第二变化率两者来改变斜坡信号的电位。然而，如本示例性实施例中一样，可以通过以与NAD时段和SAD时段两者相同的方式在偏移相加时段期间改变参考信号RAMP_O的电位来获得如上所述的减少水平阴影的有益效果。

[0078] 例如，当AD转换增益低时，即，当参考信号RAMP_O以大的斜率变化时，与本示例性实施例中不同，在NAD时段和SAD时段中不需要以多个斜率来控制参考信号RAMP_O。

[0079] 如上所述，根据本示例性实施例，可以通过改变AD转换增益来抑制比较器偏移时段、NAD时段和SAD时段的增加，从而可以实现高速AD转换。因此，可以在不降低帧频的情况下获取具有优良品质的图像。

[0080] 在本示例性实施例中，用电流对电容元件306进行充电从而生成斜坡信号，而且可以通过使电容元件306放电来生成斜坡信号。

[0081] (第二示例性实施例)

[0082] 将主要描述第一示例性实施例与第二示例性实施例之间的差异。

[0083] 如果在NAD时段期间获得的数字信号和在SAD时段期间获得的数字信号中包括的偏移分量和噪声分量在各个行中均变化，则在使用该数字信号生成的图像中可能会出现水平条纹噪声。

[0084] 第二示例性实施例示出了使电容元件306开始充电的定时、改变参考信号RAMP_O的斜率的定时以及计数器操作开始定时同步的构造。该构造使得可以防止在图像中出现上述水平条纹的噪声。

[0085] 图5是示出根据第二示例性实施例的AD转换电路500的构造的框图。

[0086] AD转换电路500包括控制各个列中的比较电路104和计数器109的控制电路501。如下所述，控制电路501包括图1所示的TG 111。

[0087] 图6是示出控制电路501的构造的电路图。

[0088] 作为参考时钟信号的信号CLK被输入到TG 111和同步电路601中的各个。TG 111将信号P_RAMP_EN2、P_RAMP_RES和P_CNT_EN输出到同步电路601。此外，TG 111将信号P_RAMP_EN1输出到斜坡信号生成电路108。同步电路601将信号P_RAMP_EN2_O和P_RAMP_RES_O输出到斜坡信号生成电路108。同步电路601还将计数器时钟信号输出到计数器109。

[0089] 同步电路601包括PLL电路701和斜坡控制信号电路702，斜坡控制信号电路702生成用于控制斜坡信号生成电路108的信号。

[0090] 将在图7中描述同步电路601的构造。

[0091] 同步电路601包括PLL电路701。作为参考时钟信号的信号CLK从摄像装置的外部输入到相位比较器705。来自相位比较器705的输出被输入到包括电荷泵和环路滤波器的滤波器电路704。此外，来自滤波器电路704的输出被输入到压控振荡器(VCO)703。从VCO 703输出的信号PLLCLK被输入到“与”电路710。

[0092] 信号PLLCLK被输入到分频器706。分频器706将信号PLLCLK的频率除以N。因此，从分频器706输出的信号DIVCLK由下式(3)表示。

[0093] DIVCLK ＝ PLLCLK/N ··· (3)

[0094] 当PLL电路701被锁定时，下式(4)成立。

[0095] CLK ＝ DIVCLK ＝ PLLCLK/N ··· (4)

[0096] 将描述信号P_CNT_EN，该信号P_CNT_EN是用于允许将计数器时钟信号输出到计数器109的信号。尽管在图4中未示出信号P_CNT_EN，但信号P_CNT_EN是在NAD时段和SAD时段中的各时段中的从参考信号RAMP_O的电位开始变化的时刻到该变化结束的时刻的时段期间变为“Hi”的信号。

[0097] 触发器(FF)707使信号P_CNT_EN的信号变化定时与信号CLK的信号变化定时同步。FF 708使从FF 707输出的A信号P_CNT_EN_1的信号变化定时与信号DIVCLK的信号变化定时同步。FF 709使从FF 708输出的A信号P_CNT_EN_2的信号变化定时与信号PLLCLK的信号变化定时同步。从FF 709输出的信号P_CNT_EN_3被输入到“与”电路710的一个输入端子，并且信号PLLCLK被输入到另一个输入端子。在信号P_CNT_EN_3为“Hi”的时段期间，信号PLLCLK作为计数器时钟信号被供应给计数器109。

[0098] 接下来，将描述斜坡控制信号电路702。

[0099] 信号P_RAMP_EN2被输入到FF 714。FF 714使输入信号P_RAMP_EN2的信号变化定时与信号CLK的信号变化定时同步，从而输出信号P_RAMP_EN2_1。

[0100] FF 715使输入信号P_RAMP_EN2_1的信号变化定时与信号PLLCLK的信号变化定时同步，从而输出信号P_RAMP_EN2_2。

[0101] FF 716使输入信号P_RAMP_EN2_2的信号变化定时与信号PLLCLK的信号变化定时同步，从而输出信号P_RAMP_EN2_O。信号P_RAMP_EN2_O被输入到斜坡信号生成电路108。

[0102] FF 711使输入信号P_RAMP_RES的信号变化定时与信号CLK的信号变化定时同步，从而输出信号P_RAMP_RES_1。

[0103] FF 712输出通过使输入信号P_RAMP_RES_1的信号变化定时与信号DIVCLK同步而获得的信号P_RAMP_RES_2。

[0104] FF 713输出通过使信号P_RAMP_RES_2的信号变化定时与信号PLLCLK同步而获得的信号P_RAMP_RES_O。信号P_RAMP_RES_O被输入到斜坡信号生成电路108。

[0105] 将参照图8描述生成上述控制信号的方法。在本示例性实施例中，以与第一示例性实施例中描述的方式相同的方式进行图8所示的操作以外的操作。

[0106] 图8仅示出了如何使信号P_RAMP_EN2、CLK、DIVCLK和PLLCLK同步。可以以与使信号P_RAMP_EN2同步的方法相同的方式来生成其他信号P_RAMP_RES和P_CNT_EN。

[0107] 现在将在解释图8之前描述FF 714、715和716的操作。

[0108] 在向FF的时钟端子的输入为“Hi”的时段期间，FF 714导入要输入至D端子的输入数据。然后，在时钟端子的输入变为“Lo”的定时，进行从Q端子输出信号的操作。另一方面，FF 715和FF 716在时钟端子为“Lo”的时段期间导入要输入到D端子的输入数据。然后，在来自时钟端子的输入变为“Hi”的定时，从Q端子输出信号。

[0109] FF 714在时刻t1与信号CLK的下降沿同步，并且在时刻t1之前将当信号CLK为“Hi”时获得的信号P_RAMP_EN2输出为信号P_RAMP_EN2_1。在这种情况下，信号P_RAMP_EN2_1从“Lo”变为“Hi”。

[0110] FF 714在时刻t4与信号CLK的下降沿同步，并且在时刻t4之前将当信号CLK为“Hi”时获得的信号P_RAMP_EN2输出为信号P_RAMP_EN2_1。在这种情况下，信号P_RAMP_EN2_1从“Hi”变为“Lo”。因此，由FF 714生成与信号CLK同步的信号P_RAMP_EN2_1。

[0111] FF 715在时刻t2与信号DIVCLK的上升沿同步，并且在时刻t2之前将当信号DIVCLK为“Lo”时获得的信号P_RAMP_EN2_1输出为信号P_RAMP_EN2_2。在这种情况下，信号P_RAMP_EN2_2从“Lo”变为“Hi”。FF 715在时刻t5与信号DIVCLK的上升沿同步，并且在时刻t5之前将在信号DIVCLK为“Lo”的时段期间获得的信号P_RAMP_EN2_1输出为信号P_RAMP_EN2_2。在这种情况下，信号P_RAMP_EN2_2从“Hi”变为“Lo”。因此，由FF 715生成与信号DIVCLK同步的信号P_RAMP_EN2_2。

[0112] FF 716在时刻t3与信号PLLCLK的上升沿同步，并且在时刻t3之前将当信号PLLCLK为“Lo”时获得的信号P_RAMP_EN2_2输出为信号P_RAMP_EN2_O。

[0113] 在这种情况下，信号P_RAMP_EN2_O从“Lo”变为“Hi”。FF 716在时刻t6与信号PLLCLK的上升沿同步，并且在时刻t6之前将在信号PLLCLK为“Lo”的时段期间获得的信号P_RAMP_EN2_2输出为信号P_RAMP_EN2_O。在这种情况下，信号P_RAMP_EN2_O从“Hi”变为“Lo”。因此，由FF 716生成与信号PLLCLK同步的信号P_RAMP_EN_O。

[0114] 在本示例性实施例中，公共信号PLL_CLK被输入到FF 709、FF 713和FF 716的各个时钟端子。因此，信号P_CNT_EN3、P_RAMP_RES_O和PRAMP_EN2_O被公共信号PLLCLK同步。信号P_CNT_EN3是用于允许将计数器时钟输出到计数器109的信号。信号P_RAMP_RES_O是用于控制参考信号RAMP_O的电位变化开始的定时的信号。信号PRAMP_EN2_O是用于改变参考信号RAMP_O的电位变化率的信号。

[0115] 在本示例性实施例中，信号P_CNT_EN3、P_RAMP_RES_O和PRAMP_EN2_O被同步。因此，从计数器109输出的计数信号与参考信号RAMP_O的电位变化开始的定时和改变参考信号RAMP_O的电位的变化率的定时中的各个同步。利用这种构造，可以防止由于计数信号偏离开始参考信号RAMP_O的电位变化的定时，或者由于计数信号偏离改变参考信号RAMP_O的电位的变化率的定时而导致的AD转换的精度劣化。因此，可以减少图像中出现的水平条纹噪声。

[0116] 本示例性实施例示出了信号P_CNT_EN3、P_RAMP_RES_O和PRAMP_EN2_O中的各个信号与信号CLK、DIVCLK和PLLCLK同步三次的构造。然而，本示例性实施例并不限于该构造。信号P_CNT_EN3、P_RAMP_RES_O和PRAMP_EN2_O可以与公共信号同步并且可以至少同步一次。

[0117] (第三示例性实施例)

[0118] 将主要描述第一示例性实施例与第三示例性实施例之间的差异。

[0119] 图9是示出根据第三示例性实施例的斜坡信号生成电路908的构造的电路图。根据第三示例性实施例的摄像装置的构造具有以下构造：在图1所示的构造中，用图9所示的斜坡信号生成电路908代替斜坡信号生成电路108。

[0120] 根据本示例性实施例的斜坡信号生成电路908与根据第一示例性实施例的斜坡信号生成电路108的不同之处在于，斜坡信号生成电路908包括电压源901和开关902。开关902的接通/断开由从TG 111供应的信号P_OFFSET控制。当开关902被接通时，从电压源901输出电位Voffset，作为参考信号RAMP_O的电位。

[0121] 在根据本示例性实施例的斜坡信号生成电路908中，电压源901输出电位Voffset。根据第一示例性实施例，在图4所示的操作中，在从时刻t3到时刻t4的时段期间，用来自电流源的电流对电容元件306进行充电，从而将参考信号RAMP_O变为电位Voffset。在本示例性实施例中，斜坡信号生成电路908包括输出电位Voffset的电压源901。利用该构造，可以减小用于将参考信号RAMP_O变为电位Voffset的时段。

[0122] 可以以与第一示例性实施例相同的方式来进行NAD时段和SAD时段中的各个时段中的操作。

[0123] (第四示例性实施例)

[0124] 将主要描述第一示例性实施例与第四示例性实施例之间的差异。

[0125] 在第一示例性实施例中，斜坡信号生成电路108通过利用从电流源供应的电流对电容元件充电来生成斜坡信号。在第四示例性实施例中，数字模拟转换(DAC)电路被用作斜坡信号生成电路。

[0126] 图10是示出根据本示例性实施例的斜坡信号生成电路1111的构造的电路图。根据本示例性实施例的摄像装置具有由斜坡信号生成电路1111代替图1所示的斜坡信号生成电路108的构造。

[0127] 根据本示例性实施例的斜坡信号生成电路1111包括“与”电路1201、计数器1202、开关1203、电流源1204、开关1205、电阻元件1213和电流源组1214。

[0128] 电流源组1214包括电流源1206、1208、1210和1212以及开关1205、1207、1209和1211。计数器1202将信号P1至Pn分别输出到开关1205、1207、1209和1211。尽管图10示出了电流源组1214包括四个电流源和四个开关的构造。但是，实际上，电流源组1214包括更多数量的电流源和开关。电流源的数量和开关的数量分别被设置为通过对通过进行AD转换而生成的数字信号的位数加上“1”而获得的值。在进行12位AD转换的情况下，“n”为13，因此由计数器1202控制13个电流源和13个开关。

[0129] 从电流源1206、1208、1210和1212供应的电流量之间的关系被设置为对应于2的n次方。具体地，从电流源1206、1208、1210和1212供应的电流量分别由Ib、2·Ib、4·Ib和2n·Ib表示。

[0130] 图12是示出计数器1202的计数值、控制信号和流经电阻元件1213的电流值之间的关系的表。如图12的表所示，每当从计数器1202输出的计数值增加“1”时，信号P1就在“Hi”和“Lo”之间重复变化。每当计数值增加“2”时，信号P2就在“Hi”和“Lo”之间重复变化。每当计数值增加“4”时，信号P3就在“Hi”和“Lo”之间重复变化。图12的表仅示出了信号P1至P3。信号P1至Pn对应于低位到高位。对应于信号P1至Pn的各个电流源的电流值对应于被设置为基准的电流量Ib的2的n次方。

[0131] 如图12所示，每当计数器1202的计数值增加“1”时，流经电阻元件1213的电流值就增加Ib。

[0132] “与”电路1201将输入信号PLLCLK和P_RAMP_E2的逻辑“与”输出到计数器1202。

[0133] 开关1203从TG 111接收信号P_RAMP_EN1。此外，开关1215从TG 111接收信号P_RAMP_RES。

[0134] 图11是示出包括图10所示的斜坡信号生成电路1111的摄像装置的操作的时序图。

[0135] 在从时刻t1到时刻t2的时段期间，信号P_RAMP_RES变为“Hi”。相应地，计数器1202被复位。此外，开关1215被接通，并且参考信号RAMP_O被复位为接地电位GND。

[0136] 在从时刻t2到时刻t5的时段期间，信号P_COMP_FB变为“Hi”。该时段对应于第一示例性实施例中描述的偏移相加时段。

[0137] 在从时刻t3到时刻t4的时段期间，信号P_RAMP_EN2变为“Hi”。在此时段期间，信号PLLCLK被供应给计数器1202。计数器1202将信号P1至Pn分别供应给开关1205、1207、1209和1211。

[0138] 在从时刻t3到时刻t6的时段期间，信号P_RAMP_EN1变为“Hi”。开关1203被接通，并且电流源1204将电流值Ia供应给电阻元件1213。

[0139] 假设电阻元件1213的电阻值由R1表示，则在时刻t3的参考信号RAMP_O由下式(5)表达。

[0140] RAMP_O ＝ R1 × Ia ＝ V1 ··· (5)

[0141] 在从时刻t3到时刻t4的时段期间，基于计数器1202的计数值，下式(6)成立。

[0142] RAMP_O＝R1×Ia+R1×(Pn×2n+P(n-1)×2(n-1)+···+P3×22+P2×21+P1×20)×Ib···(6)

[0143]

[0144] 式(6)中的信号Pn至P1在信号Pn至P1中的各个信号为“Hi”时指示“1”，并且在信号Pn至P1中的各个信号为“Lo”时指示“0”。

[0145] 在时刻t4，信号P_RAMP_EN2变为“Lo”。因此，停止向计数器1202供应信号PLLCLK，并且停止计数器1202的计数操作。相应地，来自电流源组1214的电流总量被固定为当时获得的电流值。在这种情况下使用的参考信号RAMP_O对应于电位Voffset。

[0146] 在从时刻t4到时刻t6的时段期间，流过电阻元件1213的电流的值不变，因此参考信号RAMP_O保持在电位Voffset。如式(5)和式(6)所示，R1×Ia对参考信号RAMP_O的斜率没有贡献，而是充当偏移。因此，如果电流Ia是可变的，则可以将任何偏移添加到参考信号RAMP_O。

[0147] 在从时刻t6到时刻t7的时段期间，信号P_RAMP_RES变为“Hi”。因此，计数器1202的计数值被复位。此外，开关1215被接通，因此参考信号RAMP_O被复位为接地电位GND。

[0148] 在从时刻t8到时刻t10的时段内，信号P_RAMP_EN1变为“Hi”。在从时刻t8到时刻t9的时段期间，信号P_RAMP_EN2变为“Hi”。

[0149] 在时刻t8处获得的参考信号RAMP_O与式(5)中的参考信号相同。在从时刻t8到时刻t9的时段期间，基于计数器1202的计数值，参考信号RAMP_O根据式(6)逐渐增加。

[0150] 在本示例性实施例中，从时刻t8到时刻t9的时段对应于在第一示例性实施例中描述的NAD时段。

[0151] 在时刻t9，信号P_RAMP_EN2变为“Lo”。因此，计数器1202的计数操作停止。来自电流源组1214的电流总量被固定为当时获得的电流值。在从时刻t9到时刻t10的时段期间，流过电阻元件1213的电流的值不变，因此在时刻t9获得的参考信号RAMP_O被保持直到时刻t10。

[0152] 在从时刻t10到时刻t11的时段期间，信号P_RAMP_RES变为“Hi”。因此，计数器1202的计数值被复位。此外，开关1215被接通，并且参考信号RAMP_O被复位为接地电位GND。

[0153] 在从时刻t12到时刻t14的时段期间，信号P_RAMP_EN1变为“Hi”。在从时刻t12到时刻t13的时段期间，信号P_RAMP_EN2变为“Hi”。

[0154] 在时刻t12处获得的参考信号RAMP_O与式(5)中的参考信号相同。在从时刻t12到时刻t13的时段期间，基于计数器1202的计数值，参考信号RAMP_O根据式(6)逐渐增加。

[0155] 在本示例性实施例中，从时刻t12到时刻t13的时段对应于在第一示例性实施例中描述的SAD时段。

[0156] 在时刻t13，信号P_RAMP_EN2变为“Lo”。因此，计数器1202的计数操作停止。相应地，来自电流源组1214的电流总量被固定为当时获得的电流值。在从时刻t13到时刻t14的时段期间，流过电阻元件1213的电流的值不变，因此在时刻t13获得的参考信号RAMP_O被保持直到时刻t14。

[0157] 在从时刻t14到时刻t15的时段期间，信号P_RAMP_RES变为“Hi”，并且计数器1202被复位。此外，开关1215被接通，并且参考信号RAMP_O被复位为接地电位GND。

[0158] 如上所述，在偏移相加时段、NAD时段和SAD时段中的各个时段中，任何偏移被添加到参考信号RAMP_O。因此，可以在短时间内添加期望的偏移。

[0159] 因此，即使使NAD时段和SAD时段中的各个时段中的参考信号RAMP_O的斜率平缓以增加AD转换增益，也可以从向参考信号RAMP_O添加期望的偏移的状态开始AD转换，同时抑制AD转换时段的增加。因此，当AD转换增益高时，也可以防止帧速率的降低。

[0160] 另外，在本示例性实施例中，可以通过与第二示例性实施例相同的方法，使用相同的信号来使信号P_RAMP_EN2与P_CNT_EN同步。

[0161] 在偏移相加时段中获得的电流值Ia、在NAD时段中获得的电流值Ia和在SAD时段中获得的电流值Ia可以分别是不同的值。

[0162] 例如，假设在偏移相加时段中获得的电流值Ia由Iao表示，并且在其他时段(NAD时段和/或SAD时段中的至少一个)中获得的电流值Ia由Iaad表示，则下式(7)成立。

[0163] Iao>Iaad···(7)

[0164] 因此，即使在图11所示的从时刻t3到时刻t4的时段期间信号P_RAMP_EN2被固定为“Lo”，下式(8)也成立。

[0165] 在t8时，Voffset>V1···(8)

[0166] 因此，不需要将偏移相加时段中的信号P_RAMP_EN2设置为“Hi”，并且不需要使用电流源组1214来添加偏移。因此，可以缩短偏移相加时段，并且可以防止帧率的下降。

[0167] (第五示例性实施例)

[0168] 将参照图13描述根据第五示例性实施例的光电转换系统。图13是示出根据第五示例性实施例的光电转换系统的示意性构造的框图。

[0169] 在第一至第四示例性实施例中描述的摄像装置可以应用于各种光电转换系统。适用的光电转换系统的示例包括数字静态照相机、数字便携式摄像机、监视照相机、复印机、传真机、移动电话、车载照相机和卫星。光电转换系统的示例还包括包含光学系统(例如透镜)的照相机模块和摄像装置。图13是示出作为光电转换系统的示例的数字照相机的框图。

[0170] 图13所示的光电转换系统包括摄像装置1004、将对象的光学图像聚焦在摄像装置1004上的透镜1002、用于改变穿过透镜1002的光量的光阑1003和用于保护透镜1002的挡板
1001。透镜1002和光阑1003是将光会聚在摄像装置1004上的光学系统。摄像装置1004对应于根据上述示例性实施例中的任一个的光电转换装置(摄像装置)，并将由透镜1002形成的光学图像转换成电信号。

[0171] 光电转换系统还包括作为图像生成单元的信号处理单元1007，该图像生成单元通过对从摄像装置1004输出的输出信号进行处理来生成图像。信号处理单元1007进行用于根据需要进行各种校正和压缩处理并输出图像数据的操作。信号处理单元1007可以在配设有摄像装置1004的半导体基板上形成，或者可以在与配设有摄像装置1004的半导体基板不同的其他半导体基板上形成。摄像装置1004和信号处理单元1007可以在同一半导体基板上形成。

[0172] 光电转换系统还包括用于临时存储图像数据的存储单元1010和用于与外部计算机等通信的外部接口单元(外部I/F单元)1013。光电转换系统还包括：用于记录或读取拍摄的图像数据的记录介质1012，例如半导体存储器；以及用于在记录介质1012上记录或从其读出数据的记录介质控制接口单元(记录介质控制I/F单元)1011。记录介质1012可以合并在光电转换系统中，或者可以可拆卸地安装在光电转换系统上。

[0173] 光电转换系统包括：总体控制/计算单元1009，其控制各种计算并控制数字静态照相机的整体操作；以及定时发生单元1008，其向摄像装置1004和信号处理单元1007中的各个输出各种定时信号。在这种情况下，定时信号等可以从外部输入，并且光电转换系统可以至少包括摄像装置1004和信号处理单元1007，该信号处理单元1007处理从摄像装置1004输出的输出信号。

[0174] 摄像装置1004将摄像信号输出到信号处理单元1007。信号处理单元1007对从摄像装置1004输出的摄像信号执行预定的信号处理，并输出图像数据。信号处理单元1007使用摄像信号生成图像。

[0175] 如上所述，根据本示例性实施例，可以实现应用了根据上述示例性实施例中的任一个的光电转换装置(摄像装置)的光电转换系统。

[0176] (第六示例性实施例)

[0177] 将参照图14A和图14B描述根据第六示例性实施例的光电转换系统和移动体。图14A和图14B示出根据本示例性实施例的光电转换系统和移动体的构造。

[0178] 图14A示出了用于车载照相机的光电转换系统的示例。光电转换系统300包括摄像装置310。摄像装置310用作根据上述示例性实施例中的任一个的光电转换装置(摄像装置)。光电转换系统300还包括：图像处理单元312，其对由摄像装置310获取的多个图像数据进行图像处理；以及视差获取单元314，其基于由光电转换系统300获取的多个图像数据计算视差(视差图像之间的相位差)。光电转换系统300还包括：距离测量单元316，其基于所计算的视差计算到目标对象的距离；以及碰撞确定单元318，基于计算出的距离，确定是否有可能发生碰撞。在这种情况下，视差获取单元314和距离测量单元316是获取关于到目标对象的距离的距离信息的距离信息获取单元的示例。术语“距离信息”是指关于例如视差、散焦量和到目标对象的距离的信息。碰撞确定单元318可以通过使用任何一个距离信息来确定发生碰撞的可能性。距离信息获取单元可以通过专用设计的硬件来实现，或者可以通过软件模块来实现。此外，距离信息获取单元可以通过现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等或其组合来实现。

[0179] 光电转换系统300连接至车辆信息获取设备320，并且可以获取诸如车辆速度、偏航率和舵角之类的车辆信息。光电转换系统300还连接至控制电子控制单元(ECU)330，该控制电子控制单元330是基于来自碰撞确定单元318的确定结果输出用于生成车辆的制动力的控制信号的控制设备。光电转换系统300还连接到警报设备340，该警报设备340基于来自碰撞确定单元318的确定结果向驾驶员发出警报。例如，如果基于碰撞确定单元318的确定结果很可能发生碰撞，则控制ECU 330进行车辆控制以便避免碰撞或通过例如施加制动、释放加速器或抑制引擎输出来减少损害。警报设备340通过例如发出诸如声音之类的警报，在汽车导航系统等的屏幕上显示警报信息，或者对安全带或方向盘施加振动来向用户发出警报。

[0180] 在本示例性实施例中，光电转换系统300拍摄车辆周边的图像，例如，车辆的前部或后部。图14B示出了当拍摄车辆前部的图像(摄像范围350)时的光电转换系统300。车辆信息获取设备320将指令发送到光电转换系统300或摄像装置310。利用这种构造，可以进一步改善测距的精度。

[0181] 尽管上述本示例性实施例示出了用于防止车辆与另一车辆碰撞的控制操作的示例，但是本示例性实施例也可以应用于例如通过跟随另一车辆进行自动驾驶的控制操作以及用于自动驾驶以防止车辆偏离车道的控制操作。此外，光电转换系统不限于诸如安装有光电转换系统300的车辆之类的车辆，而且可以应用于例如船舶、飞机或工业机器人等移动体(移动装置)。另外，本示例性实施例不限于移动体，而且可以应用于诸如智能运输系统(ITS)之类的广泛使用对象识别的设备。

[0182] [变型的示例性实施例]

[0183] 本公开不限于上述示例性实施例，并且可以以各种方式进行变型。

[0184] 例如，将根据上述示例性实施例中的任一个的一些构造添加到其他示例性实施例的示例，以及将根据上述示例性实施例中的任一个的一些构造被根据其他示例性实施例的一些构造代替的示例，也被包括在本公开的示例性实施例中。

[0185] 以上在第五和第六示例性实施例中描述的光电转换系统是可以应用根据本公开的光电转换装置的光电转换系统的示例，并且可以应用根据本公开的光电转换装置的光电转换系统不限于图13、图14A和图14B所示的构造。

[0186] 上述示例性实施例仅示出了用于实施本公开的特定示例，并且本公开的技术范围不应由示例性实施例限制性地解释。即，在不脱离实施例方面的技术思想或实施例方面的主要特征的情况下，可以以各种形式来实施实施例方面。

[0187] 根据本公开，可以进一步减小AD转换时段或用于使比较器复位的时段。

[0188] 虽然已经参考示例性实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以便涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。