專利名稱：攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像裝置，該攝像裝置具有模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
為了更完整地描述本發(fā)明所屬領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此將以引證的方式并入在本申請(qǐng)的下文中引用或提及的全部專利、專利申請(qǐng)、專利公開(kāi)、科學(xué)論文等的全部?jī)?nèi)容。圖7是例示現(xiàn)有技術(shù)的用于測(cè)量時(shí)間量的AD轉(zhuǎn)換電路的部分構(gòu)造的框圖，該AD 轉(zhuǎn)換電路被稱為時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC)型AD轉(zhuǎn)換電路。圖7所示的電路包括環(huán)形延遲電路201，其中多個(gè)延遲器件NANDO和INVl到INV8連接成環(huán)狀；鎖存器電路202，其保持環(huán)形延遲電路201的輸出；二值化電路(全編碼器(full-encoder)電路)203，其將鎖存器電路 202中保持的輸出二值化；計(jì)數(shù)器電路204，其對(duì)環(huán)形延遲電路201的輸出中的一個(gè)進(jìn)行計(jì)數(shù)作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘；以及存儲(chǔ)器電路205，其保持二值化電路203和計(jì)數(shù)器電路204的輸出。下面將描述AD轉(zhuǎn)換操作。圖8是例示圖7中示出的現(xiàn)有技術(shù)AD轉(zhuǎn)換電路的操作定時(shí)的時(shí)序圖。起始脈沖的邏輯狀態(tài)MartP從低(L)狀態(tài)變換到高(H)狀態(tài)，使得構(gòu)成環(huán)形延遲電路201的延遲器件的邏輯狀態(tài)按順序改變。由此，脈沖在環(huán)形延遲電路201中循環(huán)。在經(jīng)過(guò)預(yù)定量的時(shí)間之后，鎖存器電路202保持(鎖存)環(huán)形延遲電路201的輸出。如圖8所示，環(huán)形延遲電路201的輸出對(duì)應(yīng)于9個(gè)狀態(tài)(狀態(tài)0到狀態(tài)8)中的任一個(gè)狀態(tài)。 在鎖存器電路202中保持(鎖存)的環(huán)形延遲電路201的輸出被二值化電路203全編碼 (即，并行編碼)，使得產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)據(jù)(低位計(jì)數(shù)值)。計(jì)數(shù)器電路204對(duì)延遲電路1NV8 的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘，并且產(chǎn)生計(jì)數(shù)值(高位計(jì)數(shù)值)。低位計(jì)數(shù)值和高位計(jì)數(shù)值保持在存儲(chǔ)器電路205中，并且作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出到后面的電路。如上所述的AD轉(zhuǎn)換電路可應(yīng)用于攝像裝置。日本特開(kāi)No. 2009-033297公開(kāi)了將 AD轉(zhuǎn)換電路布置在與各個(gè)像素列對(duì)應(yīng)設(shè)置的列單元中并且將像素輸出的信號(hào)AD轉(zhuǎn)換的例子。在使用根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)的例子的AD轉(zhuǎn)換電路的攝像裝置中，當(dāng)在與一像素被復(fù)位時(shí)的復(fù)位電平相對(duì)應(yīng)的第一像素信號(hào)和與該像素的入射光量相對(duì)應(yīng)的第二像素信號(hào)之間執(zhí)行減法(相關(guān)雙采樣(CDQ處理)時(shí)，將第一像素信號(hào)和第二像素信號(hào)保持在列單元中，將像素信號(hào)并行地輸出到設(shè)置在列單元之外的二值化電路和減法(⑶S處理)電路，并且獲得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在上述的現(xiàn)有技術(shù)攝像裝置中，將描述作為環(huán)形延遲電路的輸出的低位相位信號(hào) (或者鎖存器電路的輸入信號(hào))具有8狀態(tài)數(shù)據(jù)且作為計(jì)數(shù)器電路的輸出的高位計(jì)數(shù)值具有9比特?cái)?shù)據(jù)的例子。當(dāng)然，隨著像素?cái)?shù)量的增加，必須在列單元之外高速地發(fā)送第一像素信號(hào)和第二像素信號(hào)。此外，如果不在列單元中進(jìn)行二值化和減法(CDS處理)，則必須輸出總共34個(gè)信號(hào)，其中包括針對(duì)第一像素信號(hào)的總共17個(gè)信號(hào)和針對(duì)第二像素信號(hào)的總共17個(gè)信號(hào)， 針對(duì)第一像素信號(hào)的17個(gè)信號(hào)包括8個(gè)低位相位像素信號(hào)以及高位計(jì)數(shù)值的9個(gè)比特，針對(duì)第二像素信號(hào)的17個(gè)信號(hào)包括8個(gè)低位相位像素信號(hào)以及高位計(jì)數(shù)值的9個(gè)比特。如果根據(jù)相位(同步)高速地輸出34個(gè)信號(hào)并且執(zhí)行二值化和減法(CDS處理)， 則電路規(guī)模變大并且其控制變得復(fù)雜。這成為妨礙使用上述構(gòu)造的攝像裝置的加速或像素?cái)?shù)量增加的因素。如果能夠在列單元內(nèi)執(zhí)行二值化和減法(CDS處理)，則簡(jiǎn)化了相位調(diào)整， 這是因?yàn)楫?dāng)只將12個(gè)比特(即，12個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào))輸出到列之外時(shí)可能是合適的。因此，能夠進(jìn)一步提高速度或者增加像素的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種攝像裝置，該攝像裝置能夠在列單元內(nèi)執(zhí)行二值化和減法并且簡(jiǎn)化信號(hào)相位調(diào)整。 一種攝像裝置可以包括攝像部，多個(gè)像素布置在該攝像部中，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)都具有光電轉(zhuǎn)換器件，所述多個(gè)像素在第一時(shí)刻輸出與復(fù)位電平相對(duì)應(yīng)的第一像素信號(hào)，并且在第二時(shí)刻輸出與入射的電磁波的量相對(duì)應(yīng)的第二像素信號(hào)；模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換電路，其輸出與所述第一像素信號(hào)和所述第二像素信號(hào)之間的差相對(duì)應(yīng)的數(shù)字差信號(hào)。所述AD轉(zhuǎn)換電路可以包括延遲電路，其具有彼此相連的多個(gè)延遲器件，所述多個(gè)延遲器件延遲脈沖信號(hào)，所述延遲電路根據(jù)所述第一像素信號(hào)從所述多個(gè)延遲器件中輸出第一低位相位信號(hào)并且根據(jù)所述第二像素信號(hào)從所述多個(gè)延遲器件中輸出第二低位相位信號(hào)；鎖存部，其鎖存從所述延遲電路輸出的所述第一低位相位信號(hào)和所述第二低位相位信號(hào)；低位計(jì)數(shù)部，其根據(jù)保持在所述鎖存部中的所述第一低位相位信號(hào)產(chǎn)生第一低位控制信號(hào)， 根據(jù)保持在所述鎖存部中的所述第二低位相位信號(hào)產(chǎn)生第二低位控制信號(hào)，根據(jù)基于所述第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值和基于所述第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值之間的差產(chǎn)生并輸出包括標(biāo)志位信號(hào)的低位差信號(hào)；以及高位計(jì)數(shù)部，其根據(jù)基于響應(yīng)于所述第一像素信號(hào)從所述延遲電路按預(yù)定頻率輸出的第一高位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值和基于響應(yīng)于所述第二像素信號(hào)從所述延遲電路按預(yù)定頻率輸出的第二高位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值之間的差而產(chǎn)生高位差信號(hào)，所述高位計(jì)數(shù)部基于所述標(biāo)志位信號(hào)從所述高位差信號(hào)中減去預(yù)定數(shù)，或者將預(yù)定數(shù)相加到所述高位差信號(hào)，所述高位計(jì)數(shù)部在執(zhí)行減法或加法處理后輸出所述高位差信號(hào)?？梢葬槍?duì)所述攝像部的像素陣列中的每一列或每多個(gè)列布置所述鎖存部、所述低位計(jì)數(shù)部和所述高位計(jì)數(shù)部。所述低位計(jì)數(shù)部可以根據(jù)保持在所述鎖存部中的所述第一低位相位信號(hào)產(chǎn)生所述第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)，根據(jù)所產(chǎn)生的第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)執(zhí)行累減計(jì)數(shù)操作和累加計(jì)數(shù)操作中的一方，根據(jù)保持在所述鎖存部中的所述第二低位相位信號(hào)產(chǎn)生所述第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)，根據(jù)所產(chǎn)生的第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作和所述累加計(jì)數(shù)操作中的另一方，由此產(chǎn)生所述低位差信號(hào)。所述高位計(jì)數(shù)部可以根據(jù)響應(yīng)于所述第一像素信號(hào)從所述延遲電路按預(yù)定頻率輸出的所述第一高位計(jì)數(shù)信號(hào)而執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作和所述累加計(jì)數(shù)操作中的一方，并且根據(jù)響應(yīng)于所述第二像素信號(hào)從所述延遲電路按預(yù)定頻率輸出的所述第二高位計(jì)數(shù)信號(hào)而執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作和所述累加計(jì)數(shù)操作中的另一方，由此產(chǎn)生所述高位差信號(hào)。如果所述高位計(jì)數(shù)部執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作，則所述低位計(jì)數(shù)部可以執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作。如果所述高位計(jì)數(shù)部執(zhí)行所述累加計(jì)數(shù)操作，則所述低位計(jì)數(shù)部可以執(zhí)行所述累加計(jì)數(shù)操作。通過(guò)基于保持在所述鎖存部中的所述第一低位相位信號(hào)和保持在所述鎖存部中的所述第二低位相位信號(hào)的溫度碼(thermo-code)以及基準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)脈沖進(jìn)行邏輯運(yùn)算，可以產(chǎn)生所述第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)和所述第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)。該攝像裝置還可以包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部，其產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，所述基準(zhǔn)信號(hào)隨著時(shí)間的推移而增大或減??；比較部，其將所述基準(zhǔn)信號(hào)與所述第一像素信號(hào)或所述第二像素信號(hào)進(jìn)行比較，所述比較部在所述基準(zhǔn)信號(hào)滿足針對(duì)所述第一像素信號(hào)或所述第二像素信號(hào)的預(yù)定條件時(shí)結(jié)束比較處理。所述鎖存部可以在與所述比較處理的結(jié)束相關(guān)的時(shí)刻鎖存所述第一低位相位信號(hào)或所述第二低位相位信號(hào)。所述高位計(jì)數(shù)部可以在與所述比較處理的開(kāi)始相關(guān)的時(shí)刻開(kāi)始產(chǎn)生所述第一計(jì)數(shù)值或所述第二計(jì)數(shù)值。所述高位計(jì)數(shù)部可以在與所述比較處理的結(jié)束相關(guān)的時(shí)刻結(jié)束停止產(chǎn)生所述第一計(jì)數(shù)值或所述第二計(jì)數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明，所述低位計(jì)數(shù)部根據(jù)基于第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值和基于第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值之間的差產(chǎn)生并且輸出包括標(biāo)志位信號(hào)的低位差信號(hào)。高位計(jì)數(shù)部根據(jù)基于第一高位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值和基于第二高位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值之間的差產(chǎn)生高位差信號(hào)，基于所述標(biāo)志位信號(hào)對(duì)所述高位差信號(hào)執(zhí)行減法或加法處理，并且在所述減法或加法處理后輸出所述高位差信號(hào)。由此，能夠在列單元內(nèi)執(zhí)行二值化和減法并簡(jiǎn)化信號(hào)相位調(diào)整。


通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式所做的描述，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。圖1是例示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的攝像裝置的構(gòu)造的示例的框圖；圖2是例示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的攝像裝置中包括的ADC部的一部分的構(gòu)造的示例的框圖；圖3是例示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的攝像裝置中包括的ADC部的一部分的構(gòu)造的另一個(gè)示例的框圖；圖4是例示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的運(yùn)算電路及其周邊構(gòu)造的示例的框圖；圖5是例示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的低位計(jì)數(shù)信號(hào)產(chǎn)生期間操作的時(shí)序圖；圖6是例示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的低位計(jì)數(shù)信號(hào)產(chǎn)生期間操作的時(shí)序圖；圖7是例示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的AD轉(zhuǎn)換電路的部分構(gòu)造的框圖；以及圖8是例示根據(jù)圖7所示的現(xiàn)有技術(shù)AD轉(zhuǎn)換電路的操作定時(shí)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照示例性優(yōu)選實(shí)施方式來(lái)描述本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，利用本發(fā)明的教導(dǎo)可實(shí)現(xiàn)很多另選的優(yōu)選實(shí)施方式，并且本發(fā)明不限于為了說(shuō)明目的而例示的優(yōu)選實(shí)施方式。
下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式。圖1是例示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的(互補(bǔ))金屬氧化物((C)MOS)攝像裝置中的構(gòu)造的示例的框圖。圖1 所示的攝像裝置包括攝像部2、垂直選擇部12、讀取電流源部5、模擬部6、時(shí)鐘產(chǎn)生部18、斜坡部19、列處理部15、水平選擇部14、運(yùn)算部17和控制部20。攝像部2具有多個(gè)單位像素3，這些單位像素3按矩陣布置以產(chǎn)生并輸出與入射的電磁波的量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。垂直選擇部12選擇攝像部2的每一行。讀取電流源部5讀取來(lái)自攝像部2的信號(hào)作為電壓信號(hào)。盡管省略了詳細(xì)描述，但如果需要，則模擬部6具有自動(dòng)增益控制(AGC)電路，該自動(dòng)增益控制電路具有信號(hào)放大功能。時(shí)鐘產(chǎn)生部18產(chǎn)生各個(gè)時(shí)鐘。斜坡部19產(chǎn)生隨著時(shí)間推移而增大或減小的基準(zhǔn)信號(hào)(斜坡波(ramp wave))。列處理部15經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)信號(hào)線119連接到斜坡部19。水平選擇部14讀取經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸出到水平信號(hào)線117。運(yùn)算部17連接到水平信號(hào)線117?？刂撇?0控制各個(gè)部件。盡管圖1中將描述包括4行X6列的單位像素3的攝像部2，但實(shí)際在攝像部2的每一行或每一列中都布置有數(shù)十個(gè)或數(shù)萬(wàn)個(gè)單位像素3。盡管未示出，但構(gòu)成攝像部2的單位像素3包括諸如光電二極管/光電門(mén)(photo gate)/光電晶體管的光電轉(zhuǎn)換器件和晶體管電路。下面，將進(jìn)一步詳細(xì)描述各個(gè)部件。在攝像部2中，具有4行和6列的單位像素3 二維地布置并且針對(duì)具有4行和6列的像素陣列中的每一行都布置行控制線11。行控制線11的一端連接到與垂直選擇部12的各行相對(duì)應(yīng)的各輸出端子。垂直選擇部12包括移位寄存器、解碼器等，并且當(dāng)攝像部2的各單位像素3被驅(qū)動(dòng)時(shí)經(jīng)由行控制線11控制攝像部2的行地址或行掃描。針對(duì)攝像部2的像素陣列中的每一列都布置垂直信號(hào)線13。讀取電流源部5包括電流源，該電流源用于讀取來(lái)自攝像部2的信號(hào)作為電壓信號(hào)。列處理部15具有例如針對(duì)攝像部2的各個(gè)像素列(即，針對(duì)各垂直信號(hào)線13)設(shè)置的AD轉(zhuǎn)換器(ADC)部16，并且把通過(guò)針對(duì)各個(gè)像素列的垂直信號(hào)線13從攝像部2的各個(gè)單位像素3讀取的模擬像素信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。盡管在本示例中將ADC部16布置并配置成與攝像部2的像素列具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，但這僅僅是一個(gè)示例。本發(fā)明并不限于這種布局關(guān)系。例如，一個(gè)ADC部16可以針對(duì)多個(gè)像素列布置，并且該一個(gè)ADC部16可以配置為在多個(gè)像素列之間分時(shí)(time division)使用。列處理部15構(gòu)成AD轉(zhuǎn)換裝置，其與稍后描述的斜坡部19和模擬產(chǎn)生部18 —起將從攝像部2的選定像素行的單位像素3讀取的模擬像素信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)。稍后將描述列處理部15特別是ADC部16的細(xì)節(jié)。斜坡部19例如包括集成電路，并且其電平根據(jù)控制部20的控制隨著時(shí)間的推移以傾斜形狀改變。產(chǎn)生斜坡波，并且斜坡波經(jīng)由基準(zhǔn)信號(hào)線119提供到電壓比較部108的其中一個(gè)輸入端子。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路及該集成電路可以用作斜坡部19。當(dāng)把數(shù)字斜坡波配置成利用DAC電路產(chǎn)生時(shí)，必須精細(xì)地形成斜坡波的臺(tái)階或者采用等效的配置。水平選擇部14包括移位寄存器、解碼器等，并且控制列處理部15的ADC部16的列地址或者列掃描。根據(jù)水平選擇部14的控制，在ADC部16進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被按順序讀取到水平信號(hào)線117。時(shí)鐘產(chǎn)生部18包括電壓控制振蕩器(VCO) 101，該電壓控制振蕩器是連接到延遲部(反相器件)的延遲電路。如果構(gòu)成VCO 101的延遲部例如連接為8個(gè)級(jí)，則VCO 101 輸出8個(gè)相位時(shí)鐘CKO、CKU CK2、CK3、CK4、CK5、CK6和CK7。構(gòu)成VCO 101的延遲電路可以是環(huán)形延遲電路，其中多個(gè)反相電路連接為環(huán)形。在此情況下，盡管如對(duì)稱振蕩電路的環(huán)形延遲電路(例如，圖7所示的環(huán)形延遲電路201)包括奇數(shù)個(gè)延遲部，但優(yōu)選地是，該環(huán)形延遲電路的輸出等效地使用偶數(shù)個(gè)(具體地，2的冪)非對(duì)稱振蕩電路。此外，能夠使用環(huán)形延遲線(RDL)電路或全差動(dòng)型振蕩電路，在環(huán)形延遲線(RDL)電路中，環(huán)形延遲電路包括偶數(shù)個(gè)(具體地，2的冪)延遲部，在全差動(dòng)型振蕩電路中，環(huán)形延遲電路包括偶數(shù)個(gè)(具體地，2的冪)延遲部，并且構(gòu)成延遲部的全差動(dòng)型反相電路的最后一級(jí)的各個(gè)輸出被配置成反饋到第一級(jí)輸入的相反側(cè)。運(yùn)算部17輸出二進(jìn)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在運(yùn)算部17中，除了緩沖功能，還可以嵌入例如黑電平調(diào)整、列變化校正、顏色處理等信號(hào)處理功能。此外，η比特的并行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)以被輸出?？刂撇?0包括定時(shí)產(chǎn)生器(TG)的功能塊，其提供對(duì)于諸如斜坡部19、時(shí)鐘產(chǎn)生部18、垂直選擇部12、水平選擇部14或者運(yùn)算部17的各部件的工作必需的時(shí)鐘和脈沖信號(hào)的預(yù)定定時(shí)的時(shí)鐘和脈沖信號(hào)中的至少一個(gè)，并且控制部20還包括用于與TG通信的功能塊。接著，將描述ADC部16的結(jié)構(gòu)。通過(guò)比較通過(guò)垂直信號(hào)線13從攝像部2的各個(gè)單位像素3讀取的模擬像素信號(hào)和從斜坡部19給出的用于AD轉(zhuǎn)換的斜坡波相比較，ADC 部16產(chǎn)生具有與復(fù)位電平(基準(zhǔn)電平)或者信號(hào)電平的各個(gè)幅度(電壓)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間軸方向的幅度(脈寬)脈沖信號(hào)。AD轉(zhuǎn)換是通過(guò)將與脈沖信號(hào)的脈沖寬度的周期相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與像素信號(hào)的幅度(電壓)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而執(zhí)行的。在下文中，將描述ADC部16的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。ADC部16被提供給每一列，并且在圖 1中提供了 6個(gè)ADC部16。用于列的ADC部16具有相同的結(jié)構(gòu)。ADC部16包括電壓比較部108、鎖存部107、低位計(jì)數(shù)電路21、輸出調(diào)整電路104、切換部102和高位計(jì)數(shù)部22，低位計(jì)數(shù)電路21包括運(yùn)算電路106和低位計(jì)數(shù)器105，高位計(jì)數(shù)部22包括高位計(jì)數(shù)器103。在此，假定低位計(jì)數(shù)器105和高位計(jì)數(shù)器103都是結(jié)合有保持各計(jì)數(shù)器的邏輯狀態(tài)的鎖存功能的計(jì)數(shù)器電路。通過(guò)將與通過(guò)垂直信號(hào)線13從攝像部2的單位像素3輸出的模擬像素信號(hào)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓與斜坡部19提供的斜坡波相比較，電壓比較部108將像素信號(hào)的幅度(電壓)轉(zhuǎn)換為時(shí)間軸方向的信息(或脈沖信號(hào)的脈沖寬度)。例如，電壓比較部108的比較輸出在斜坡電壓大于信號(hào)電壓時(shí)具有H電平，并且在斜坡電壓小于或等于信號(hào)電壓時(shí)具有 L電平。鎖存部107接收電壓比較部108的比較輸出，并且鎖存(保持/存儲(chǔ))該比較結(jié)果被反相時(shí)由時(shí)鐘產(chǎn)生部18產(chǎn)生的邏輯狀態(tài)(低位相位信號(hào))。低位計(jì)數(shù)電路21包括運(yùn)算電路106和低位計(jì)數(shù)器105。運(yùn)算電路106基于鎖存在鎖存部107中的低位相位信號(hào)產(chǎn)生低位計(jì)數(shù)信號(hào)。低位計(jì)數(shù)器105計(jì)數(shù)低位計(jì)數(shù)信號(hào)。由此，獲得了低位計(jì)數(shù)值。高位計(jì)數(shù)電路22具有高位計(jì)數(shù)器103。高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)從時(shí)鐘產(chǎn)生部18輸出并通過(guò)鎖存部 107輸入的時(shí)鐘信號(hào)(高位計(jì)數(shù)信號(hào))作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘。由此，獲得了高位計(jì)數(shù)值。在此，被鎖存在鎖存部107中的低位相位信號(hào)例如是8比特?cái)?shù)據(jù)。在此情況下，低位計(jì)數(shù)器105是3比特計(jì)數(shù)器電路。在本實(shí)施方式中，設(shè)置針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路以執(zhí)行稍后描述的針對(duì)標(biāo)志位的1比特計(jì)數(shù)。在包括針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的情況下，低位計(jì)數(shù)器105變?yōu)?比特計(jì)數(shù)器電路。高位計(jì)數(shù)器103例如是9比特計(jì)數(shù)器電路。這是一個(gè)示例，本發(fā)明不一定限于此。輸出調(diào)整電路104是用于調(diào)整高位計(jì)數(shù)器103的高位計(jì)時(shí)值(高位差信號(hào))的電路?；诘臀挥?jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的值，輸出調(diào)整電路104產(chǎn)生用于從高位計(jì)數(shù)器103的高位計(jì)數(shù)值中減去預(yù)定值或者將預(yù)定值相加到高位計(jì)數(shù)器103的高位計(jì)數(shù)值的脈沖。接著，將描述本示例的操作。在此，盡管省略了單位像素3的具體操作的描述，但公知復(fù)位電平和信號(hào)電平由單位像素3輸出。AD轉(zhuǎn)換如下執(zhí)行。例如，將以預(yù)定斜率下降的斜坡波和來(lái)自單位像素3的像素信號(hào)中的復(fù)位電平或信號(hào)電平的各個(gè)電壓進(jìn)行比較。根據(jù)從VCO 101輸出的時(shí)鐘(例如，CK7) 計(jì)數(shù)或者以具有固定相位差的多相位時(shí)鐘CKO到CK7的邏輯狀態(tài)測(cè)量從產(chǎn)生用于比較處理的斜坡波的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始一直到與復(fù)位電平或信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的信號(hào)與斜坡波(斜坡電壓) 一致為止的時(shí)段，使得獲得了與復(fù)位電平或信號(hào)電平的各個(gè)幅度(電壓)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在此，在第一讀取操作中從攝像部2的選定行的各單位像素3讀出包括像素信號(hào)的噪聲的復(fù)位電平作為模擬像素信號(hào)，接著在第二讀取操作中讀出信號(hào)電平。復(fù)位電平和信號(hào)電平通過(guò)垂直信號(hào)線13按照時(shí)間序列輸入到ADC部16。然而，可以在第一讀取操作中讀取信號(hào)電平，接著可以在第二讀取操作中讀取復(fù)位電平。在下文中，將描述第一讀取操作和第二讀取操作以及隨后的減法(CDS處理)的細(xì)節(jié)。第一次讀取當(dāng)從任一像素行的單位像素3到垂直信號(hào)線13的第一次讀取穩(wěn)定時(shí)，控制部20 向斜坡部19提供產(chǎn)生斜坡波的控制數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到該控制數(shù)據(jù)時(shí)，斜坡部19輸出斜坡波， 該斜坡波的波形整體上隨著時(shí)間的推移按斜坡形狀改變，作為提供給電壓比較部108的一個(gè)輸入端子的比較電壓。電壓比較部108將斜坡波與復(fù)位電平相比較。在比較期間，高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)高位計(jì)數(shù)信號(hào)作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘，高位計(jì)數(shù)信號(hào)是從VC0101輸出的時(shí)鐘信號(hào)。 盡管VCO 101的時(shí)鐘信號(hào)的輸出起始定時(shí)和斜坡波的輸出起始定時(shí)優(yōu)選地大致同時(shí)，但本發(fā)明并不限于此。當(dāng)將從斜坡部19提供的斜坡波與復(fù)位電平相比較并且它們的兩個(gè)電壓彼此大致一致時(shí)(第一定時(shí))，電壓比較部108將比較輸出反相。在第一定時(shí)，鎖存部107保持VCO 101的邏輯狀態(tài)(第一低位相位信號(hào))。在第一定時(shí)，高位計(jì)數(shù)器103通過(guò)停止計(jì)數(shù)操作來(lái)保持邏輯狀態(tài)。由此，獲得了與第一高位計(jì)數(shù)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的第一高位計(jì)數(shù)值。當(dāng)過(guò)去了預(yù)定時(shí)間段時(shí)，控制部20停止向斜坡部19提供控制數(shù)據(jù)并停止時(shí)鐘產(chǎn)生部18的輸出。由此， 斜坡部19停止產(chǎn)生斜坡波。之后，低位計(jì)數(shù)電路21獲得與第一低位相位信號(hào)相對(duì)應(yīng)的第一低位計(jì)數(shù)值。第一低位計(jì)數(shù)值和第一高位計(jì)數(shù)值在第二次讀取中設(shè)定為低位計(jì)數(shù)器105和高位計(jì)數(shù)器103的初始值。第二次讀取
隨后，在第二次讀取期間，讀取與各個(gè)單位像素3的入射光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平并且執(zhí)行與第一次讀取相同的操作。當(dāng)從任一像素行的單位像素3到垂直信號(hào)線13的第二次讀取穩(wěn)定時(shí)，控制部20向斜坡部19提供產(chǎn)生斜坡波的控制數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到該控制數(shù)據(jù)時(shí)，斜坡部19輸出斜坡波，該斜坡波的波形整體上隨著時(shí)間的推移以斜坡形狀改變，作為提供給電壓比較部108的一個(gè)輸入端子的比較電壓。電壓比較部108將斜坡波與信號(hào)電平相比較。在比較期間，高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)第二高位計(jì)數(shù)信號(hào)作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘，第二高位計(jì)數(shù)信號(hào)是從VCO 101輸出的時(shí)鐘信號(hào)。因?yàn)閳?zhí)行減法，高位計(jì)數(shù)器103在第一次讀取期間的計(jì)數(shù)模式不同于計(jì)數(shù)器103在第二次讀取期間的計(jì)數(shù)模式。盡管VCO 101的時(shí)鐘信號(hào)的輸出起始定時(shí)和斜坡波的輸出起始定時(shí)優(yōu)選地大致同時(shí)，但本發(fā)明并不限于此。當(dāng)將從斜坡部19提供的斜坡波與信號(hào)電平相比較并且它們的兩個(gè)電壓彼此大致一致時(shí)(第二定時(shí))，電壓比較部108將比較輸出反相。在第二定時(shí)，鎖存部107保持VCO 101的邏輯狀態(tài)(第二低位相位信號(hào))。在第二定時(shí)，高位計(jì)數(shù)器103通過(guò)停止計(jì)數(shù)操作來(lái)保持邏輯狀態(tài)。由此，獲得了高位差信號(hào)，該高位差信號(hào)是與第一高位計(jì)數(shù)值和第二高位計(jì)數(shù)值之間的差相對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值。當(dāng)過(guò)去預(yù)定時(shí)間段時(shí)，控制部20停止向斜坡部19提供控制數(shù)據(jù)并停止從時(shí)鐘產(chǎn)生部18的輸出。由此，斜坡部19停止產(chǎn)生斜坡波。之后，低位計(jì)數(shù)電路21獲得與第一低位計(jì)數(shù)值和第二低位計(jì)數(shù)值之間的差相對(duì)應(yīng)的低位差信號(hào)。最后，輸出調(diào)整電路104基于低位差信號(hào)中包括的標(biāo)志位信號(hào)，產(chǎn)生用于將預(yù)定數(shù)相加到高位差信號(hào)或從高位差信號(hào)中減去預(yù)定數(shù)的脈沖。例如，如果標(biāo)志位信號(hào)具有L電平則不產(chǎn)生用于減法或者加法的脈沖，并且如果標(biāo)志位信號(hào)具有H電平則產(chǎn)生用于減法或者加法的脈沖。通過(guò)基于該脈沖將預(yù)定數(shù)相加到高位差信號(hào)或者從高位差信號(hào)中減去預(yù)定數(shù)而確定高位差信號(hào)。包括低位差信號(hào)和高位差信號(hào)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被水平選擇部14 經(jīng)由水平信號(hào)線117輸出，并且傳遞到運(yùn)算部17。由此，因?yàn)榭梢栽跀z像部的列單元內(nèi)容易地執(zhí)行二值化和減法(⑶S處理)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)不需要復(fù)雜的相位調(diào)整和控制的攝像裝置。接著，將描述ADC部16的每個(gè)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。圖2是例示ADC部16的一部分的結(jié)構(gòu)的示例的框圖，圖中排除了電壓比較部108以進(jìn)一步描述圖1的ADC部16。在下文中， 將描述圖2所示的結(jié)構(gòu)。圖2所示的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于圖1所示的ADC部16中的結(jié)構(gòu)。提供了鎖存部107、低位計(jì)數(shù)電路21、輸出調(diào)整電路104、切換部102和高位計(jì)數(shù)電路22。包括圖 1的VCO 101和圖2所示的結(jié)構(gòu)的部分是本發(fā)明的AD轉(zhuǎn)換電路的示例。鎖存部107具有鎖存電路D_0到D_7，它們根據(jù)與從電壓比較部108輸出的比較輸出相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)Hold來(lái)鎖存時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7的預(yù)定時(shí)刻的邏輯狀態(tài)或低位相位信號(hào)(第一低位相位信號(hào)和/或第二低位相位信號(hào))，作為包括延遲部的VC0101的輸出。 由鎖存部107鎖存的低位相位信號(hào)根據(jù)控制信號(hào)SWO到SW7輸出到低位計(jì)數(shù)電路21。輸入到鎖存部107的鎖存電路D_7的時(shí)鐘信號(hào)CK7輸出到切換部102作為用于高位計(jì)數(shù)電路 22的計(jì)數(shù)操作的高位計(jì)數(shù)信號(hào)。低位計(jì)數(shù)電路21具有運(yùn)算電路106和低位計(jì)數(shù)器105。運(yùn)算電路106根據(jù)控制信號(hào)CTL對(duì)鎖存部107的輸出進(jìn)行運(yùn)算，并且產(chǎn)生第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)和第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)。 低位計(jì)數(shù)器105計(jì)數(shù)第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)和第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)，并且產(chǎn)生低位差信號(hào)，該低位差信號(hào)是基于第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值和基于第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值之間的差。
輸出調(diào)整電路104具有與(AND)電路，該電路對(duì)低位差信號(hào)中包括的標(biāo)志位信號(hào)以及計(jì)數(shù)信號(hào)CNT進(jìn)行與操作，并且輸出用于執(zhí)行針對(duì)高位計(jì)數(shù)電路22中的高位差信號(hào)的減法或者加法處理的脈沖信號(hào)。切換部102根據(jù)控制信號(hào)SEL切換作為鎖存部107的輸出的高位計(jì)數(shù)信號(hào)和輸出調(diào)整電路104的輸出。高位計(jì)數(shù)電路22具有高位計(jì)數(shù)器103，高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)切換部102的輸出作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘并且產(chǎn)生高位差信號(hào)，該高位差信號(hào)是基于第一高位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值和基于第二高位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值之間的差。優(yōu)選地，作為本示例中的時(shí)鐘信號(hào)的數(shù)量的預(yù)定數(shù)(圖2中是8)是2的冪。低位計(jì)數(shù)器105和高位計(jì)數(shù)器103包括具有累加計(jì)數(shù)(count-up)模式/累減計(jì)數(shù)(count-down)模式的升計(jì)數(shù)器(up-counter)電路/降計(jì)數(shù)器(down-counter)電路?？刂菩盘?hào)CLRST/CHRST和控制信號(hào)CLM0DE/CHM0DE輸入到高位計(jì)數(shù)器103。控制信號(hào)CLRST/ CHRST是控制低位計(jì)數(shù)器105/高位計(jì)數(shù)器103的復(fù)位操作的信號(hào)，并且控制信號(hào)CLMODE/ CHMODE是切換低位計(jì)數(shù)器105/高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)模式的信號(hào)。構(gòu)成低位計(jì)數(shù)器105的升/降計(jì)數(shù)器電路的最高有效位(MSB)對(duì)應(yīng)于用于區(qū)分計(jì)數(shù)值的正/負(fù)符號(hào)的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)電路。在圖2中，描繪了構(gòu)成低位計(jì)數(shù)器105的兩個(gè)計(jì)數(shù)器電路，并且后級(jí)計(jì)數(shù)器電路對(duì)應(yīng)于針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路。盡管本示例中的升/ 降計(jì)數(shù)器電路103中不一定設(shè)置用于區(qū)分正/負(fù)符號(hào)的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路，但是針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路可以設(shè)置在高位計(jì)數(shù)器103中。優(yōu)選地，低位計(jì)數(shù)器105和高位計(jì)數(shù)器103包括例如具有數(shù)據(jù)保持功能的升/降計(jì)數(shù)器電路以避免在上述計(jì)數(shù)模式和下述計(jì)數(shù)時(shí)鐘的切換期間出現(xiàn)(或者有可能出現(xiàn))數(shù)據(jù)斷續(xù)(毀壞)。當(dāng)從低位相位信號(hào)產(chǎn)生低位計(jì)數(shù)信號(hào)時(shí)，優(yōu)選地通過(guò)基于溫度碼和基準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)脈沖邏輯運(yùn)算產(chǎn)生低位計(jì)數(shù)信號(hào)，例如使用圖4所示的結(jié)構(gòu)，但不一定將本發(fā)明限于該結(jié)構(gòu)。 下面將詳細(xì)圖4的細(xì)節(jié)。接著，將使用具體示例描述圖2所示的結(jié)構(gòu)的操作。在描述中，將描述使用4比特升/降計(jì)數(shù)器電路作為低位計(jì)數(shù)器105和9比特升/降計(jì)數(shù)器作為高位計(jì)數(shù)器103的情況。 低位計(jì)數(shù)器105的第四個(gè)比特對(duì)應(yīng)于針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路。基于從延遲電路的輸出的 8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的低位相位信號(hào)的狀態(tài)數(shù)量是8 (狀態(tài)0到7)。如果在累加計(jì)數(shù)模式下執(zhí)行計(jì)數(shù)操作，則計(jì)數(shù)值例如在狀態(tài)0變?yōu)? ’ b
000，并且計(jì)數(shù)值例如在狀態(tài)7變?yōu)? ’ b
111， 如果在累減計(jì)數(shù)模式下執(zhí)行計(jì)數(shù)操作，則計(jì)數(shù)值例如在狀態(tài)0變?yōu)?’b
000，并且計(jì)數(shù)值例如在狀態(tài)7變?yōu)?’ b[l]001。下面將描述上述計(jì)數(shù)值的標(biāo)志法。“ 3 ’ b ”指示計(jì)數(shù)值是3比特二進(jìn)制數(shù)。“
000 ” 指示低位計(jì)數(shù)器105的輸出，其中“
”指示低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出。在高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)值中使用相同的標(biāo)志法。針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出不包括在高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)值中。在下文中，將描述在第一像素信號(hào)和其后的第二像素信號(hào)之間執(zhí)行減法(⑶S)的第一示例。在此，假定與第一像素信號(hào)的低位相位信號(hào)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是狀態(tài)7，基于第一像素信號(hào)的高位計(jì)數(shù)電路22的計(jì)數(shù)值是3，與第二像素信號(hào)的低位相位信號(hào)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是狀態(tài)3，并且基于第二像素信號(hào)的高位計(jì)數(shù)電路22的計(jì)數(shù)值是5。也就是說(shuō)，第一像素信號(hào)對(duì)應(yīng)于31( = 7+8X3)，第二像素信號(hào)對(duì)應(yīng)于43 ( = 3+8 X 5)，并且通過(guò)從第二像素信號(hào)中減去第一像素信號(hào)的減法(⑶S處理)獲得的值是12。
首先，利用控制信號(hào)CLM0DE/CHM0DE將計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累減計(jì)數(shù)模式。隨后，利用控制信號(hào)CLRST/CHRST復(fù)位低位計(jì)數(shù)器105和高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)值。此時(shí)，計(jì)數(shù)值都為0。因?yàn)榭刂菩盘?hào)SEL被設(shè)定為L(zhǎng)狀態(tài)，所以高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)時(shí)鐘被設(shè)定為鎖存部 107的鎖存電路D_7的輸出。在延遲電路的操作期間，時(shí)鐘信號(hào)CK7經(jīng)由鎖存電路D_7和切換電路102輸入到高位計(jì)數(shù)器103，并且高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)CK7(第一高位計(jì)數(shù)信號(hào))作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘。當(dāng)在第一時(shí)刻滿足預(yù)定條件時(shí)(對(duì)應(yīng)于涉及上述操作中的從斜坡部19提供的斜坡波和復(fù)位電平之間的比較的第一定時(shí))，保持此時(shí)刻的時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7的時(shí)鐘信號(hào)。 此時(shí)，利用控制信號(hào)Hold保持在鎖存電路D_0到D_7中的各個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于第一低位相位信號(hào)。由高位計(jì)數(shù)器103從比較處理起始時(shí)刻開(kāi)始到第一時(shí)刻為止執(zhí)行的計(jì)數(shù)操作的結(jié)果對(duì)應(yīng)于第一高位計(jì)數(shù)值。此時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’ b
000，并且高位計(jì)數(shù)器103 保持的值是9’ blll_11110_l(對(duì)應(yīng)于-3)。如果用12個(gè)比特表示這些值，則表示結(jié)果為 12， bllll_1110_l
000。隨后，執(zhí)行第一低位相位信號(hào)的二值化處理(稍后將參照?qǐng)D4到圖6描述低位計(jì)數(shù)信號(hào)的產(chǎn)生)。當(dāng)?shù)谝坏臀幌辔恍盘?hào)的二值化處理結(jié)束時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’ b[l]001 (對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)7獲得的-7)，并且高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9’ bllll_1110_l(對(duì)應(yīng)于-3)。如果用12個(gè)比特表示這些值，則表示結(jié)果為 12’ bllll_1110_l[l]001。由此，獲得了對(duì)應(yīng)于第一像素信號(hào)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。隨后，利用控制信號(hào)CLM0DE/CHM0DE將計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累加計(jì)數(shù)模式。在此，不執(zhí)行低位計(jì)數(shù)器105和高位計(jì)數(shù)器103的復(fù)位操作。在延遲電路的操作期間，時(shí)鐘信號(hào)CK7 經(jīng)由鎖存電路D_7和切換電路102輸入到高位計(jì)數(shù)器103，并且高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)CK7(第二高位計(jì)數(shù)信號(hào))作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘。當(dāng)在第二時(shí)刻滿足預(yù)定條件時(shí)(對(duì)應(yīng)于涉及上述操作中的從斜坡部19提供的斜坡波和復(fù)位電平之間的比較的第二定時(shí))，保持該時(shí)刻的時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7的時(shí)鐘信號(hào)。 此時(shí)，利用控制信號(hào)Hold保持在鎖存電路D_0到D_7中的各個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于第二低位相位信號(hào)。由高位計(jì)數(shù)器103從比較處理起始時(shí)刻開(kāi)始到第二時(shí)刻為止執(zhí)行的計(jì)數(shù)操作的結(jié)果對(duì)應(yīng)于高位差信號(hào)，該高位差信號(hào)對(duì)應(yīng)于第二高位計(jì)數(shù)值和第一高位計(jì)數(shù)值之間的差。此時(shí)， 低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’b[l]001 (對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)7獲得的-7)，并且高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9，b0000_0001_0(對(duì)應(yīng)于2，即5和3之間的差)。如果用12個(gè)比特表示這些值，則表示結(jié)果為12’ b0000_0001_0[l]001。隨后，執(zhí)行第二低位相位信號(hào)的二值化處理。當(dāng)?shù)诙臀幌辔恍盘?hào)的二值化處理結(jié)束時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’b [1] 100 (對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)3和狀態(tài)7之間的差獲得的-4)，并且高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9’ b0000_0001_0 (對(duì)應(yīng)于2，即5和3之間的差)。如果用12個(gè)比特表示這些值，則表示結(jié)果為12’b0000_0001_0[l]100。由此，獲得了與第一像素信號(hào)和第二像素信號(hào)之間的差相對(duì)應(yīng)的臨時(shí)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。最后，執(zhí)行標(biāo)志位比特的確定和減法。因?yàn)槿绻臀挥?jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出是1則低位計(jì)數(shù)器105的低位計(jì)數(shù)值是負(fù)數(shù)，所以當(dāng)直接組合不包括針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出的3比特低位計(jì)數(shù)值和高位計(jì)數(shù)值時(shí)獲得二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí)，該二進(jìn)制數(shù)據(jù)中包括預(yù)定數(shù)(在本示例是8)的錯(cuò)誤。因此，在本實(shí)施方式中，如果低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出是1，則從高位計(jì)數(shù)器103的高位計(jì)數(shù)器值減去1 以校正該預(yù)定數(shù)的錯(cuò)誤。如果低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出是1，則切換部102將計(jì)數(shù)時(shí)鐘切換到輸出調(diào)整電路104的輸出，并且將高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累減計(jì)數(shù)模式。在此狀態(tài)下，高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)由輸出調(diào)整電路104產(chǎn)生的脈沖。此時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’b [1] 100 (對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)3和狀態(tài)7之間的差獲得的_4)，并且高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9’ b0000_0000_l (對(duì)應(yīng)于1，通過(guò)從2減去1，2是5和3之間的差)。如果用12個(gè)比特表示這些值，則表示結(jié)果變?yōu)?2’ b0000_0000_l [l]100o低位計(jì)數(shù)器105輸出低位數(shù)據(jù)(3’bl00)，并且高位計(jì)數(shù)器103輸出高位數(shù)據(jù)(9’b0000_0000_l)， 由此獲得了與第一像素信號(hào)和第二像素信號(hào)之間的差相對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。盡管如上所述地基于低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出而從高位計(jì)數(shù)器103的高位計(jì)數(shù)值執(zhí)行減法，但通過(guò)在改變高位計(jì)數(shù)器的上述計(jì)數(shù)模式后基于低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出來(lái)執(zhí)行與高位計(jì)數(shù)器103的高位計(jì)數(shù)值的加法，可獲得相同的二進(jìn)制數(shù)。在下文中，將描述在第一像素信號(hào)和其后的第二像素信號(hào)之間執(zhí)行減法(⑶S)的第二示例。在此，假定與第一像素信號(hào)的低位相位信號(hào)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是狀態(tài)7，基于第一像素信號(hào)的高位計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)值是3，與第二像素信號(hào)的低位相位信號(hào)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是狀態(tài)3，并且基于第二像素信號(hào)的高位計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)值是5。也就是說(shuō)，第一像素信號(hào)對(duì)應(yīng)于31( = 7+8 X 3)，第二像素信號(hào)對(duì)應(yīng)于43 ( = 3+8 X 5)，并且通過(guò)執(zhí)行從第二像素信號(hào)減去第一像素信號(hào)的減法(⑶S處理)而獲得的值為12。首先，利用控制信號(hào)CLMODE將低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累減計(jì)數(shù)模式， 并且利用控制信號(hào)CHMODE將高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累加計(jì)數(shù)模式。隨后，利用控制信號(hào)CLRST/CHRST復(fù)位低位計(jì)數(shù)器105和高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)值。此時(shí)，計(jì)數(shù)值都是0。因?yàn)榭刂菩盘?hào)SEL被設(shè)定為L(zhǎng)狀態(tài)，所以高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)時(shí)鐘被設(shè)定為鎖存部 107的鎖存電路D_7的輸出。在延遲電路的操作期間，時(shí)鐘信號(hào)CK7經(jīng)由鎖存電路D_7和切換電路102輸入高位計(jì)數(shù)器103，并且高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)CK7 (第一高位計(jì)數(shù)信號(hào))作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘。當(dāng)在第一時(shí)刻滿足預(yù)定條件時(shí)(對(duì)應(yīng)于涉及上述操作中的從斜坡部19提供的斜坡波和復(fù)位電平之間的比較的第一定時(shí))，保持該時(shí)刻的時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7的時(shí)鐘信號(hào)。 此時(shí)，利用控制信號(hào)Hold保持在鎖存電路D_0到D_7中的各個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于第一低位相位信號(hào)。由高位計(jì)數(shù)器103從比較處理起始時(shí)刻開(kāi)始到第一時(shí)刻為止執(zhí)行的計(jì)數(shù)操作的結(jié)果對(duì)應(yīng)于第一高位計(jì)數(shù)值。此時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3 ’ b
000，并且高位計(jì)數(shù)器 103保持的值是9’b0000_0001_l (對(duì)應(yīng)于3)。如果用12個(gè)比特表示這些值，則表示結(jié)果為 12， b0000_0001_l
000。隨后，執(zhí)行第二低位相位信號(hào)的二值化處理。當(dāng)?shù)谝坏臀幌辔恍盘?hào)的二值化處理結(jié)束時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’ b [1]001 (對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)7獲得的-7)，并且高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9’ b0000_0001_l (對(duì)應(yīng)于幻。如果用12個(gè)比特表示這些值， 則表示結(jié)果為12’b0000_0001_l[l]001。由此，獲得了對(duì)應(yīng)于第一像素信號(hào)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。隨后，利用控制信號(hào)CLMODE將低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累加計(jì)數(shù)模式，并且利用控制信號(hào)CHMODE將高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累減計(jì)數(shù)模式。在此，不執(zhí)行低位計(jì)數(shù)器105和高位計(jì)數(shù)器103的復(fù)位操作。在延遲電路的操作期間，時(shí)鐘信號(hào)CK7 經(jīng)由鎖存電路D_7和切換電路102輸入高位計(jì)數(shù)器103，并且高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào) CK7(第二高位計(jì)數(shù)信號(hào))作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘。當(dāng)在第二時(shí)刻滿足預(yù)定條件時(shí)(對(duì)應(yīng)于涉及上述操作中的從斜坡部19提供的斜坡波和復(fù)位電平之間的比較的第二定時(shí))，保持該時(shí)刻的時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7的狀態(tài)。此時(shí)，利用控制信號(hào)Hold保持在鎖存電路D_0到D_7中的各個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于第二低位相位信號(hào)。高位計(jì)數(shù)器103從比較處理起始時(shí)刻開(kāi)始到第二時(shí)刻為止執(zhí)行的計(jì)數(shù)操作的結(jié)果對(duì)應(yīng)于高位差信號(hào)，該高位差信號(hào)與第二高位計(jì)數(shù)值和第一高位計(jì)數(shù)值之間的差相對(duì)應(yīng)。此時(shí)， 低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’b[l]001 (對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)7獲得的-7)，并且高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9，bllll_llll_0 (對(duì)應(yīng)于_2，即3和5之間的差)。如果用12個(gè)比特表示這些值，則表示結(jié)果為12，bllll_llll_0[l]001。隨后，執(zhí)行第二低位相位信號(hào)的二值化處理。當(dāng)?shù)诙臀幌辔恍盘?hào)的二值化處理結(jié)束時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’b [1] 100 (對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)3和狀態(tài)7之間的差獲得的-4)，并且高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9’bllll_llll_0 (對(duì)應(yīng)于-2，即3和5之間的差)。如果用12個(gè)比特表示這些值，則表示結(jié)果為12’bllll_llll_0[l]100。由此，獲得了與第一像素信號(hào)和第二像素信號(hào)之間的差相對(duì)應(yīng)的臨時(shí)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。隨后，執(zhí)行標(biāo)志位比特的確定和加法。如果低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出是1，則向高位計(jì)數(shù)器103的高位計(jì)數(shù)值加1。為了執(zhí)行相加，切換部102將計(jì)數(shù)時(shí)鐘切換到輸出調(diào)整電路104的輸出，并且將高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累加計(jì)數(shù)模式。在此狀態(tài)下，高位計(jì)數(shù)器103計(jì)數(shù)利用輸出調(diào)整電路104產(chǎn)生的脈沖。此時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是3’b[l] 100(對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)3和狀態(tài)7之間的差獲得的_4)， 高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9’bllll_llll_l (對(duì)應(yīng)于-1)。如果用12個(gè)比特表示這些值， 則表示結(jié)果為 12’ bllll_llll_l[l]100。最后，從高位計(jì)數(shù)器的高位計(jì)數(shù)值減1。不論低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出是0還是1，都執(zhí)行該減法。此時(shí)，低位計(jì)數(shù)器105保持的值是 3’ b [1] 100 (對(duì)應(yīng)于通過(guò)計(jì)數(shù)狀態(tài)3和狀態(tài)7之間的差獲得的-4)，高位計(jì)數(shù)器103保持的值是9’bllll_llll_0(對(duì)應(yīng)于-2)。低位計(jì)數(shù)器105輸出低位數(shù)據(jù)(3’ b 100)，并且高位計(jì)數(shù)器103通過(guò)將高位數(shù)據(jù)(9' bllll_llll_0)反相而輸出高位數(shù)據(jù)(9’ b0000_0(KK)_l)。 由此，獲得了與第一像素信號(hào)和第二像素信號(hào)之間的差相對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。在第二示例中，因?yàn)楦呶挥?jì)數(shù)器103在累加計(jì)數(shù)操作之后執(zhí)行累減計(jì)數(shù)操作，高位計(jì)數(shù)器103的計(jì)數(shù)操作與上述第一示例中的計(jì)數(shù)操作相反。因?yàn)槿缟纤鐾ㄟ^(guò)相反的計(jì)數(shù)操作校正高位計(jì)數(shù)值，最終從高位計(jì)數(shù)值減去1并進(jìn)一步執(zhí)行反相。這種校正對(duì)應(yīng)于高位計(jì)數(shù)值的符號(hào)的顛倒。當(dāng)執(zhí)行基于低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出來(lái)執(zhí)行高位計(jì)數(shù)值的校正時(shí)，在第一示例中從高位計(jì)數(shù)值減1，但是在第二示例中卻向高位計(jì)數(shù)值加1，這是因?yàn)樵陬嵉狗?hào)反之前就執(zhí)行了高位計(jì)數(shù)值的校正。如果執(zhí)行在第二示例中描述的操作，則使用圖3中示出的結(jié)構(gòu)代替圖2中示出的結(jié)構(gòu)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的攝像裝置中包括的ADC部的一部分的構(gòu)造的另一個(gè)示例的框圖。在圖3中，在輸出調(diào)整電路104中，向與電路之后的級(jí)增加了或(OR)
14電路，該或電路對(duì)與電路的輸出和計(jì)數(shù)信號(hào)CNT2執(zhí)行或操作。除了該或電路之外的結(jié)構(gòu)與圖2所示的結(jié)構(gòu)相同。在第二示例的操作中，計(jì)數(shù)信號(hào)CNT2首先處于L狀態(tài)，但是當(dāng)從高位計(jì)數(shù)器的高位計(jì)數(shù)值減去1時(shí)，無(wú)論低位計(jì)數(shù)器105的針對(duì)標(biāo)志位的計(jì)數(shù)器電路的輸出如何，該計(jì)數(shù)信號(hào)CNT2都處于H狀態(tài)，并且從該或電路輸出脈沖。通過(guò)計(jì)數(shù)該脈沖，高位計(jì)數(shù)器103從高位計(jì)數(shù)值減去1。接著，將描述運(yùn)算電路106的細(xì)節(jié)。圖4是例示運(yùn)算電路106和周邊結(jié)構(gòu)的操作的示例的框圖，以便進(jìn)一步描述在圖1到圖3中示出的運(yùn)算電路中低位計(jì)數(shù)信號(hào)的產(chǎn)生。在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，鎖存部107和低位計(jì)數(shù)器105與以上描述的相同。在下文中，將描述運(yùn)算電路106的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，運(yùn)算電路106包括鎖存電路D_TMP、與電路ANDl、復(fù)位/置位(RS)鎖存器RSl以及與電路AND2。鎖存電按照預(yù)定順序根據(jù)脈沖信號(hào)TMPLAT臨時(shí)保持鎖存電路D_0到D_7的輸出。利用控制信號(hào)LSET將鎖存電路D_TMP復(fù)位。與電路ANDl對(duì)鎖存電路D_0到D_7中任一個(gè)的輸出和鎖存電路D_TMP的反相輸出QB進(jìn)行與操作。與電路ANDl的輸出和控制信號(hào)LRST被輸入到RS鎖存器RS1。在利用控制信號(hào) LRST將RS鎖存器RSl復(fù)位之后，當(dāng)與電路ANDl的輸出從L狀態(tài)變化為H狀態(tài)時(shí)，輸出Q從 L狀態(tài)變化為H狀態(tài)，并且接著無(wú)論與電路ANDl的輸出如何，輸出Q保持在H狀態(tài)，直至利用控制信號(hào)LRST將RS鎖存器RSl復(fù)位為止。與電路AND2對(duì)RS鎖存器RSl的輸出和控制信號(hào)LCNT (基準(zhǔn)時(shí)鐘)執(zhí)行與操作。接著，將描述運(yùn)算電路106的操作。圖5和圖6是例示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方式的低位計(jì)數(shù)信號(hào)產(chǎn)生期間操作的時(shí)序圖。圖5示出了從延遲電路輸出的時(shí)鐘信號(hào)CKO 到CK7的波形。在圖5中，StartP是輸入到延遲電路的脈沖信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7的每一個(gè)狀態(tài)變?yōu)閳D5中示出的狀態(tài)0到狀態(tài)7中的任一個(gè)。通過(guò)控制信號(hào)Hold，鎖存部107 的鎖存電路D_0到D_7鎖存時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7 (低位相位信號(hào))的狀態(tài)。圖6示出了涉及產(chǎn)生低位計(jì)數(shù)信號(hào)的操作的各個(gè)信號(hào)的波形。在下文中，將描述從第一低位相位信號(hào)產(chǎn)生第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)和從第二低位相位信號(hào)產(chǎn)生第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)的具體示例。在此，假定與第一低位相位信號(hào)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是狀態(tài)7，并且與第二低位相位信號(hào)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)是狀態(tài)3。在此示例中，從第一低位相位信號(hào)在第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)中產(chǎn)生7個(gè)脈沖，并且從第二低位相位信號(hào)在第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)中產(chǎn)生3個(gè)脈沖。所產(chǎn)生的各個(gè)脈沖被作為低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)時(shí)鐘而輸入。 首先，將示意性地描述操作。利用控制信號(hào)SWO到SW7和脈沖信號(hào)TMPLAT產(chǎn)生與低位相位信號(hào)相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，并且基于該脈沖檢測(cè)溫度碼(在本示例中，從H狀態(tài)變化到L狀態(tài)的邊緣位置)。如果對(duì)鎖存電路0_*(其中*是0到7中的任一個(gè))的輸出Q和鎖存電路D_TMP的反相輸出QB的與操作的結(jié)果處于H狀態(tài)，則將H狀態(tài)輸入到RS鎖存器 RS1，從而檢測(cè)到溫度碼。作為對(duì)RS鎖存器RSl的輸出和控制信號(hào)LCNT的與操作的結(jié)果， 產(chǎn)生了低位計(jì)數(shù)信號(hào)的脈沖，并且該脈沖成為低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)時(shí)鐘。
在下文中，將描述詳細(xì)操作。當(dāng)在第一斷開(kāi)滿足了預(yù)定條件時(shí)(對(duì)應(yīng)于涉及上述操作中的從斜坡部19提供的斜坡波和復(fù)位電平之間的比較的第一定時(shí))，控制信號(hào)Hold變化，使得從延遲電路輸出的時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7的狀態(tài)被保持在鎖存部107中。此時(shí)，鎖存電路D_0到D_7中的各個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于第一低位相位信號(hào)。
隨后，利用控制信號(hào)CLMODE將低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累減計(jì)數(shù)模式。 此外，利用控制信號(hào)LSET將鎖存電路D_TMP復(fù)位，利用控制信號(hào)CLRST將低位計(jì)數(shù)器105 的計(jì)數(shù)值復(fù)位，并且利用控制信號(hào)LRST將RS鎖存器復(fù)位。緊接著復(fù)位之后的低位計(jì)數(shù)值是3’ b
000，并且RS鎖存器RSl的輸出Q處于L狀態(tài)。隨后，控制信號(hào)SW*(*是0到7)按照預(yù)定順序?qū)?。?dāng)控制信號(hào)SW7導(dǎo)通時(shí)，從鎖存電路D_7輸出L狀態(tài)的信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)TMPLAT，當(dāng)被控制信號(hào)LSET復(fù)位時(shí)，鎖存電路D_TMP的反相輸出QB處于L狀態(tài)。由于鎖存電路D_TMP的L狀態(tài)的輸出和鎖存電路 D_7的L狀態(tài)的輸出，與電路ANDl的輸出處于L狀態(tài)。因?yàn)镽S鎖存器RSl的輸入S處于L 狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q仍處于L狀態(tài)。隨后，當(dāng)控制信號(hào)SW6導(dǎo)通時(shí)，從鎖存電路D_6輸出H狀態(tài)的信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào) TMPLAT，基于鎖存電路D_7的輸出(L)，鎖存電的反相輸出QB處于H狀態(tài)。由于鎖存電路D_TMP的H狀態(tài)的輸出和鎖存電路D_6的H狀態(tài)的輸出，與電路AND 1的輸出處于H 狀態(tài)。因?yàn)镽S鎖存器RSl的輸入S處于H狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q處于H狀態(tài)。按照RS鎖存器RSl的輸出Q和控制信號(hào)LCNT，輸出與電路AND2的一個(gè)脈沖的計(jì)數(shù)時(shí)鐘。隨后，如果控制信號(hào)SW5導(dǎo)通，則從鎖存電路D_5輸出H狀態(tài)的信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)TMPLAT，基于鎖存電路D_6的輸出(H)，鎖存電路D_TMP的反相輸出QB處于L狀態(tài)。由于鎖存電路D_TMP的L狀態(tài)的輸出和鎖存電路D_6的H狀態(tài)的輸出，與電路AND 1的輸出處于L狀態(tài)。RS鎖存器RSl的輸入S處于L狀態(tài)，但是由于輸入到RS鎖存器RSl的控制信號(hào) LRST處于L狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q仍處于H狀態(tài)。按照RS鎖存器RSl的輸出Q和控制信號(hào)LCNT，輸出與電路AND2的一個(gè)脈沖的計(jì)數(shù)時(shí)鐘。之后，控制信號(hào)SW4到SWO按順序?qū)?，但是由于RS鎖存器RSl的輸入S維持在L 狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q維持在H狀態(tài)。因此，當(dāng)控制信號(hào)SW4到SWO按順序?qū)〞r(shí)， 按照RS鎖存器RSl的輸出Q和計(jì)數(shù)信號(hào)LCNT輸出與電路AND2的計(jì)數(shù)時(shí)鐘的脈沖。因此， 在第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)中產(chǎn)生總共7個(gè)脈沖作為低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)時(shí)鐘。在按照計(jì)數(shù)時(shí)鐘執(zhí)行計(jì)數(shù)操作之后，低位計(jì)數(shù)器105的低位計(jì)數(shù)值是3’b[l]001。根據(jù)以上描述，第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)的產(chǎn)生結(jié)束。隨后，當(dāng)在第二時(shí)刻滿足了預(yù)定條件時(shí)(對(duì)應(yīng)于涉及上述操作中的從斜坡部19提供的斜坡波和信號(hào)電平之間的比較的第二定時(shí))，控制信號(hào)Hold變化，使得從延遲電路輸出的時(shí)鐘信號(hào)CKO到CK7的狀態(tài)被保持在鎖存部107中。此時(shí)，鎖存電路D_0到D_7中保持的每一個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于第二低位相位信號(hào)。隨后，利用控制信號(hào)CLMODE將低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)模式設(shè)定為累加計(jì)數(shù)模式。 此外，利用控制信號(hào)LSET將鎖存電路D_TMP復(fù)位，并且利用控制信號(hào)LRST將RS鎖存器復(fù)位。在此，不將低位計(jì)數(shù)器105復(fù)位。此時(shí)，低位計(jì)數(shù)值是3’ b[l]001，以及RS鎖存器RSl 的輸出Q處于L狀態(tài)。隨后，控制信號(hào)SW*(*是0到7)按照預(yù)定順序?qū)?。?dāng)控制信號(hào)SW7導(dǎo)通時(shí)，從鎖存電路D_7輸出H狀態(tài)的信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)TMPLAT，當(dāng)被控制信號(hào)LSET復(fù)位時(shí)，鎖存電路D_TMP的反相輸出QB處于L狀態(tài)。由于鎖存電路D_TMP的L狀態(tài)的輸出和鎖存電路 D_7的H狀態(tài)的輸出，與電路ANDl的輸出處于L狀態(tài)。因?yàn)镽S鎖存器RSl的輸入S處于L 狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q仍處于L狀態(tài)。
隨后，當(dāng)控制信號(hào)SW6導(dǎo)通時(shí)，從鎖存電路D_6輸出L狀態(tài)的信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào) TMPLAT，基于鎖存電路D_7的輸出(H)，鎖存電的反相輸出QB處于L狀態(tài)。由于鎖存電路D_TMP的L狀態(tài)的輸出和鎖存電路D_6的L狀態(tài)的輸出，與電路AND 1的輸出處于L 狀態(tài)。因?yàn)镽S鎖存器RSl的輸入S仍處于L狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q仍處于L狀態(tài)。 按照RS鎖存器RSl的輸出Q和控制信號(hào)LCNT，不輸出與電路AND2的計(jì)數(shù)時(shí)鐘的脈沖。之后，控制信號(hào)SW5到SW3按順序?qū)ǎ怯捎赗S鎖存器RSl的輸入S維持在L 狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q維持在L狀態(tài)。因此，當(dāng)控制信號(hào)SW5到SW3按順序?qū)〞r(shí)， 按照RS鎖存器RSl的輸出Q和計(jì)數(shù)信號(hào)LCNT，不輸出與電路AND2的計(jì)數(shù)時(shí)鐘的脈沖。隨后，當(dāng)控制信號(hào)SW2導(dǎo)通時(shí)，從鎖存電路D_2輸出H狀態(tài)的信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào) TMPLAT，基于鎖存電路D_3的輸出(L)，鎖存電的反相輸出QB處于H狀態(tài)。由于鎖存電路D_TMP的H狀態(tài)的輸出和鎖存電路D_2的H狀態(tài)的輸出，與電路AND 1的輸出處于H 狀態(tài)。因?yàn)镽S鎖存器RSl的輸入S處于H狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q處于H狀態(tài)。按照RS鎖存器RSl的輸出Q和控制信號(hào)LCNT，輸出與電路AND2的計(jì)數(shù)時(shí)鐘的脈沖。之后，控制信號(hào)SWl到SWO按順序?qū)?，但是由于RS鎖存器RSl的輸入S維持在L 狀態(tài)，RS鎖存器RSl的輸出Q維持在H狀態(tài)。因此，當(dāng)控制信號(hào)SWl到SWO按順序?qū)〞r(shí)， 按照RS鎖存器RSl的輸出Q和計(jì)數(shù)信號(hào)LCNT，輸出與電路AND2的計(jì)數(shù)時(shí)鐘的脈沖。因此， 在第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)中產(chǎn)生總共3個(gè)脈沖作為低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)時(shí)鐘。在按照計(jì)數(shù)時(shí)鐘執(zhí)行計(jì)數(shù)操作之后，低位計(jì)數(shù)器105的低位計(jì)數(shù)值是3’ b[l]100。該計(jì)數(shù)值與上述對(duì)應(yīng)于上述第一低位相位信號(hào)和第二低位相位信號(hào)的低位差信號(hào)相同。根據(jù)以上描述，第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)的產(chǎn)生結(jié)束。根據(jù)圖4所示的結(jié)構(gòu)，可以利用簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)用于從低位相位信號(hào)產(chǎn)生低位計(jì)數(shù)信號(hào)的電路。根據(jù)上述第一優(yōu)選實(shí)施方式，能夠在列單元內(nèi)執(zhí)行多個(gè)像素信號(hào)的二值化和減法，并且簡(jiǎn)化信號(hào)相位調(diào)整。通過(guò)利用升/降計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)低位計(jì)數(shù)值和高位計(jì)數(shù)值，能夠利用簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)執(zhí)行像素信號(hào)的差處理。如在上述第一示例中，高位計(jì)數(shù)器103和低位計(jì)數(shù)器105的計(jì)數(shù)模式被設(shè)置成使得當(dāng)高位計(jì)數(shù)器103執(zhí)行累減計(jì)數(shù)操作時(shí)低位計(jì)數(shù)器105也執(zhí)行累減計(jì)數(shù)操作，并且使得當(dāng)高位計(jì)數(shù)器103執(zhí)行累加計(jì)數(shù)操作時(shí)低位計(jì)數(shù)器105也執(zhí)行累加計(jì)數(shù)操作。因此，容易控制這些計(jì)數(shù)操作。通過(guò)基于溫度碼(RS鎖存器RSl的輸出Q)和基準(zhǔn)時(shí)鐘(計(jì)數(shù)信號(hào)LCNT)對(duì)脈沖進(jìn)行邏輯運(yùn)算(與(AND)運(yùn)算)，能夠容易地產(chǎn)生低位計(jì)數(shù)信號(hào)。通過(guò)在涉及斜坡部19產(chǎn)生的斜坡波和像素信號(hào)之間的比較的定時(shí)控制低位相位信號(hào)和高位計(jì)數(shù)值的產(chǎn)生，能夠在簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)中構(gòu)建高速單斜率型攝像裝置。盡管以上描述和例示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是應(yīng)理解，這些優(yōu)選實(shí)施方式是本發(fā)明的示例而不是對(duì)本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，可以進(jìn)行添加、 省略、替換和其它修改。因此，不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明受限于以上描述，并且本發(fā)明僅由權(quán)利要求的范圍限制。本申請(qǐng)要求2010年12月1日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2010468559的優(yōu)先權(quán)，此處以引證的方式并入其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，該攝像裝置包括攝像部，多個(gè)像素布置在該攝像部中，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)都具有光電轉(zhuǎn)換器件， 所述多個(gè)像素在第一時(shí)刻輸出與復(fù)位電平相對(duì)應(yīng)的第一像素信號(hào)，所述多個(gè)像素在第二時(shí)刻輸出與入射的電磁波的量相對(duì)應(yīng)的第二像素信號(hào)；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其輸出與所述第一像素信號(hào)和所述第二像素信號(hào)之間的差相對(duì)應(yīng)的數(shù)字差信號(hào)，并且其中所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括延遲電路，其具有彼此連接的多個(gè)延遲器件，所述多個(gè)延遲器件延遲脈沖信號(hào)，所述延遲電路根據(jù)第一像素信號(hào)從所述多個(gè)延遲器件中輸出第一低位相位信號(hào)并且根據(jù)第二像素信號(hào)從所述多個(gè)延遲器件中輸出第二低位相位信號(hào)；鎖存部，其鎖存從所述延遲電路輸出的所述第一低位相位信號(hào)和所述第二低位相位信號(hào)；低位計(jì)數(shù)部，其根據(jù)保持在所述鎖存部中的所述第一低位相位信號(hào)產(chǎn)生第一低位控制信號(hào)，并且根據(jù)保持所述鎖存部中的所述第二低位相位信號(hào)產(chǎn)生第二低位控制信號(hào)，所述低位計(jì)數(shù)部根據(jù)基于所述第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值和基于所述第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值之間的差產(chǎn)生并輸出包括標(biāo)志位信號(hào)的低位差信號(hào)；以及高位計(jì)數(shù)部，其根據(jù)基于響應(yīng)于所述第一像素信號(hào)以預(yù)定頻率從所述延遲電路輸出的第一高位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值和基于響應(yīng)于所述第二像素信號(hào)以預(yù)定頻率從所述延遲電路輸出的第二高位計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)值之間的差產(chǎn)生高位差信號(hào)，所述高位計(jì)數(shù)部基于所述標(biāo)志位信號(hào)從所述高位差信號(hào)中減去預(yù)定數(shù)，或者將預(yù)定數(shù)相加到所述高位差信號(hào)，并且在執(zhí)行減法或加法處理后輸出所述高位差信號(hào)，并且所述鎖存部、所述低位計(jì)數(shù)部和所述高位計(jì)數(shù)部針對(duì)所述攝像部的像素陣列中的每一列或每多個(gè)列布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中所述低位計(jì)數(shù)部根據(jù)保持在所述鎖存部中的所述第一低位相位信號(hào)產(chǎn)生所述第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)，根據(jù)所產(chǎn)生的第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)執(zhí)行累減計(jì)數(shù)操作和累加計(jì)數(shù)操作中的一方，根據(jù)保持在所述鎖存部中的所述第二低位相位信號(hào)產(chǎn)生所述第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)，根據(jù)所產(chǎn)生的第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作和所述累加計(jì)數(shù)操作中的另一方，由此產(chǎn)生所述低位差信號(hào)，并且所述高位計(jì)數(shù)部根據(jù)響應(yīng)于所述第一像素信號(hào)以預(yù)定頻率從所述延遲電路輸出的所述第一高位計(jì)數(shù)信號(hào)執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作和所述累加計(jì)數(shù)操作中的一方，并且根據(jù)響應(yīng)于所述第二像素信號(hào)以預(yù)定頻率從所述延遲電路輸出的所述第二高位計(jì)數(shù)信號(hào)執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作和所述累加計(jì)數(shù)操作中的另一方，由此產(chǎn)生所述高位差信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其中如果所述高位計(jì)數(shù)部執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作，則所述低位計(jì)數(shù)部執(zhí)行所述累減計(jì)數(shù)操作，并且如果所述高位計(jì)數(shù)部執(zhí)行所述累加計(jì)數(shù)操作，則所述低位計(jì)數(shù)部執(zhí)行所述累加計(jì)數(shù)操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其中，通過(guò)基于保持在所述鎖存部中的所述第一低位相位信號(hào)和保持在所述鎖存部中的所述第二低位相位信號(hào)的溫度碼以及基準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)脈沖進(jìn)行邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生第一低位計(jì)數(shù)信號(hào)和第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，該攝像裝置還包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生部，其產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，所述基準(zhǔn)信號(hào)隨著時(shí)間推移而增大或減??；以及比較部，其將所述基準(zhǔn)信號(hào)與所述第一像素信號(hào)或所述第二像素信號(hào)進(jìn)行比較，并且在所述基準(zhǔn)信號(hào)滿足針對(duì)所述第一像素信號(hào)或所述第二像素信號(hào)的預(yù)定條件的時(shí)刻結(jié)束比較處理，并且其中所述鎖存部在與所述比較處理的結(jié)束相關(guān)的時(shí)刻鎖存所述第一低位相位信號(hào)或所述第二低位相位信號(hào)，所述高位計(jì)數(shù)部在與所述比較處理的開(kāi)始相關(guān)的時(shí)刻開(kāi)始產(chǎn)生所述第一計(jì)數(shù)值或所述第二計(jì)數(shù)值，并且所述高位計(jì)數(shù)部在與所述比較處理的結(jié)束相關(guān)的時(shí)刻結(jié)束產(chǎn)生所述第一計(jì)數(shù)值或所述第二計(jì)數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種攝像裝置。一種攝像裝置可以包括攝像部，該攝影部中布置有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素第一和第二像素信號(hào)；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其輸出數(shù)字差信號(hào)。AD轉(zhuǎn)換電路可以包括延遲電路，其具有多個(gè)延遲器件，該延遲電路輸出第一和第二低位相位信號(hào)；鎖存部，其鎖存第一和第二低位相位信號(hào)；低位計(jì)數(shù)部，其產(chǎn)生第一和第二低位計(jì)數(shù)信號(hào)，產(chǎn)生并輸出低位差信號(hào)；高位計(jì)數(shù)部，其產(chǎn)生高位差信號(hào)，從高位差信號(hào)中減去預(yù)定數(shù)，或者將預(yù)定數(shù)相加到該高位差信號(hào)，并且輸出經(jīng)過(guò)減法或者加法處理的高位差信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102487430SQ201110386830
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者萩原義雄 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社