[0058]将参照图9A描述根据本发明的第五实施例的光电转换器件。第五实施例与第一到第四实施例的不同在于，电压控制器130被电压控制器230替代。基本上与第五实施例的项目对应的项目将不被描述。
[0059]电压控制器230改变控制线VL的电压V_VL。电压控制器230包含可变电容器232、开关136和可变电流源234。可变电容器232和可变电流源234构成增益控制器240。增益控制器240可根据控制信号(未示出)确定可变电容器232的电容值和电流值Is。
[0060]当可变电容器232的电容值被设定为大时，时段A中的控制线VL的电压V_VL的变化率(斜率)可增加。当可变电容器232的电容值被设定为小时，控制线VL的电压V_VL的变化(斜率)可在时段A中减小。当电流值Is被设定为大时，在图4中的时段A中，来自可变电容器232的放电电流增加以增加控制线VL的电压V_VL的变化(斜率)。当电流值Is被设定为小时，时段A中的控制线VL的电压V_VL的变化(斜率)可减小。
[0061]如上所述，增益控制器240可增加/减小时段A中的控制线VL的电压V_VL的变化(斜率)。如后面将描述的那样，A/D转换增益(即，通过读出单元120的读出的增益)可被切换。在本例子中，可变电容器232的电容值和可变电流源234的电流值Is被设定为可变。但是，电容值和电流值中的一个可被设定为可变以改变A/D转换增益。
[0062]将参照图10描述根据第五实施例的光电转换器件中的A/D转换增益切换。图10示出三个不同的增益Gl、G2和G3。在这种情况下，图4那样的A/D转换增益被定义为G2，当控制线VL的斜率大于增益G2的斜率时设定的增益被定义为增益G1，并且，当斜率小于增益G2的斜率时设定的增益被定义为增益G3。如上所述，可变电容器232的电容值和电流值Is中的至少一个可改变以确定A/D转换增益。电荷电压转换器FD的复位电压和通过传送信号ΦΤ的激活从光电转换器H)传送到电荷电压转换器FD的电荷量对于所有的A/D转换增益保持不变。
[0063]复位信号?R1针对预先确定的时间被激活以接通复位晶体管M2。电荷电压转换器FD的电压通过复位晶体管M2被复位到与复位电压VR对应的复位电压。通过复位信号ORl的去活，完成电荷电压转换器FD的电压的复位。与电荷电压转换器FD的电压的复位同时地，复位信号?RVL针对预先确定的时间被激活以接通开关136。控制线VL的电压V_VL通过开关136被复位为与复位电压VRVL对应的电压。与控制线VL连接的可变电容器232的第一节点137处的电压也被复位为与复位电压VRVL对应的电压。通过去活复位信号?RVL，完成控制线VL的电压V_VL的复位。在这种情况下，复位电压VRVL (第一电压线的电压)被确定，使得通过接通开关136在控制线VL中设定的电压是不接通像素112的晶体管M3的电压。
[0064]通过复位信号ORVL的去活，噪声电平读出动作N_AD开始。控制线VL的电压V_VL根据与A/D转换增益G1、G2或G3的设定对应的斜率下降。即使A/D转换增益G1、G2和G3中的一个被选择，由于电荷电压转换器FD的电压保持不变，因此，当控制线VL的电压V_VL变为电压VL_N时，晶体管M3也被接通。像素电流Ipix开始流动。由于A/D转换增益Gl的斜率最大，因此，像素电流Ipix在最早的定时处开始流动。在最低的A/D转换增益G3的情况下，像素电流Ipix在最晚的定时处开始流动。IpixOGl、comp@Gl和countOGl分别代表 A/D 转换增益为 Gl 时的 Ipix、comp 和 count。Ipix@G2、compiG2 和 count@G2 分别代表A/D 转换增益为 G2 时的 Ipix、comp 和 count。类似地，Ipix@G3、comp@G3 和 count@G3 分别代表A/D转换增益为G3时的Ipix、comp和count。
[0065]在光学信号读出动作S_AD中，类似地，在控制线VL的电压V_VL变为VL_S的定时处，像素电流Ipix开始流动。类似地，像素电流Ipix对于A/D转换增益Gl在最早的定时处开始流动；并且，对于A/D转换增益G3在最晚的定时处开始流动。在各时间和各增益处，比较结果信号comp在像素的值Ipix超过基准电流Iref的值的定时处反转。作为该定时的计数值的数字值保持于存储器126中。
[0066]对于A/D转换增益Gl在最早的定时处保持计数值意味着A/D转换增益Gl的数字信号的值最小。对于A/D转换增益G3在最晚的定时处保持计数值意味着A/D转换增益G3的数字信号的值最大。如果A/D转换增益被定义为(数字信号的值)/(电荷电压转换器中的电压电平)，那么A/D转换增益与控制线VL的电压V_VL的斜率之间的关系由下式给出:
[0067]Gl (增益:低，斜率:大)<G2(增益:中，斜率:中)<G3(增益:高，斜率:小)
[0068]S卩，增益控制器240提供通过读出单元120切换A/D转换增益的功能。
[0069]图9B示出增益控制器240的详细布置的例子。在图9B所示的例子中，可变电容器232由多个单元的并联连接形成。各单元由电容器和选择开关的串联连接形成。选择开关的状态(ON或OFF)的控制使得能够确定可变电容器232的电容值。更具体而言，通过控制选择开关的状态(0N或OFF)，可从多个电容器选择用于控制线VL的电压控制的电容器。
[0070]当各单元的电容器如MOS电容器那样由利用硅扩散层的器件形成时，在电容器的两个电极237和238中的一个中在扩散层与阱之间产生寄生电容。当各电容器被布置于开关与控制线VL之间时，不管开关是ON还是0FF，都总是向控制线VL添加所有电容器的寄生电容。在这种情况下，当通过增益控制器240设定A/D转换增益时，不能获得希望的增益。如图9B所示的例子那样，开关被插入电容器与控制线VL之间以从控制线VL断开与OFF开关连接的电容器的寄生电容。通过该布置，由寄生电容导致的误差分量可被最小化，并且，可以执行更精确的A/D转换增益设定。
[0071]将参照图11描述根据本发明的第六实施例的光电转换器件。为了简化描述，图11代表性地示出用于给定列的比较器122和电压控制器330以及用于给定列的一个像素112。在第六实施例中，电压控制器130被电压控制器330替代。
[0072]电压控制器330与电压控制器130的不同在于，电容器132的第二电极138与第三电压线(在本例子中，为供给电源电压VDD的电源电压线)连接。第三电压线的电压等于供给到比较器122的晶体管M5和M6的源极的电源电压VDD。图11所示的电压控制器330不具有改变A/D转换增益的功能。但是，如第五实施例那样，电压控制器330可具有改变A/D转换增益的功能。
[0073]图12A作为比较例示出电容器132的第二电极138如第一到第五实施例那样与第二电压线(接地电压线)连接的布置的动作。图12B示出第六实施例的布置即第二电极138与第三电压线(在本例子中，为供给电源电压VDD的电源电压线)连接的布置的动作。
[0074]电流Icap从电容器132流动，并且，电流Ires流过开关136。电流Icap在从电容器132的第二电极138流向第一电极137时为正。由于噪声电平读出动作N_AD中的波形的基本动作与光学信号水平读出动作S_AD中相同，因此仅示出动作S_AD。
[0075]参照图12A，从第三电压线供给的电流Ivdd是像素电流Ipix与基准电流Iref的和。电流Icap是在ORVL的去活之后来自电容器132的放电电流并且通过第二节点138从第二电压线(接地电压线)被供给。通过从电流源电流Is和Iref的和减去leap，获得流入第二电压线中的电流Ignd。从图12A可以明显地看出，显然，Ivdd和Ignd在执行A/D转换的S_AD的时段期间大大波动。由于第二电压线和第三电压线具有相应的阻抗，因此，这些电压线的电流波动导致接地电压和电源电压的波动。在图11中示出一个列的电路布置。但是，如果光电转换器件包含多个列，那么由执行A/D转换的列自身以外的列导致的接地电压和电源电压的波动产生噪声分量。
[0076]在图12B的例子中，由于电容器132的第二电极138与第三电压线连接，因此Ivdd变为Ipix、Iref和Icap的和，并且，Ignd变为Is和Iref的和。由于Icap和Ipix具有相反的相位，因此，它们的和可消除电流波动，由此抑制Ivdd波动。由于Ignd与具有大波动的Icap无关，因此，Ignd波动也可被抑制。因此，在具有多个列的光电转换器件中，在A/D转换时段期间由自身列以外的列的动作导致的接地电压和电源电压的波动可被抑制。与电容器132的第二电极138和第二电压线连接的情况相比，由噪声导致的图像质量劣化可减少。
[0077]如上所述，与控制线VL连接的电容器132的第二电极138与连接到比较器122的晶体管M5和M6的第三电压线连接，由此减少由噪声导致的图像质量劣化。
[0078]将参照图13描述根据本发明的第七实施例的光电转换器件。在第七实施例中，第一到第六实施例的比较器122被比较器222替代。比较器222具有向比较器122的布置添加旁通路径250的布置。旁通路径250被布置为与晶体管M6并联以旁通晶体管M6的源极与漏极之间的路径。旁通路径250由具有被施加预先确定的电压VG的栅极、与第三电压线(在本例子中，为供给电源电压VDD的电源电压线)连接的漏极和与电流源108(输入节点compl)连接的源极的NMOS晶体管M7形成。反相器109具有输入节点compl和输出节点comp20
[0079]针对与图4所示的动作不同的要点，将参照图14描