固体摄像装置以及摄像装置的制作方法

本发明涉及固体摄像装置以及摄像装置。

背景技术：

以下，使用图8对专利文献1所公开的固体摄像装置(CMOS图像传感器)进行说明。

图8是专利文献1所公开的现有的固体摄像装置的块构成图。该图所记载的固体摄像装置500具备：像素在XY方向上二维地排列的摄像区域510；作为像素驱动部的行选择电路520；水平扫描电路530；定时控制电路540；AD(Analog-Digital：模拟-数字)转换器组550；作为参照信号生成电路(斜升信号产生器)的数字-模拟转换装置560；用于信号输出的放大电路570；信号处理电路580；以及水平传送线590。AD转换器组550构成为，其具有比较器551、计时器552以及闩锁电路553的AD转换器按照每列排列。

在比较器551中，对从数字-模拟转换装置560经由斜升信号线555输出的台阶状的斜升波形即斜升电压Vslope、和按照每个行线从像素经由垂直信号线554输出的模拟信号进行比较。计时器552对比较器551的比较时间进行计时。通过比较器551以及计时器552的上述动作，AD转换器组550将像素信号作为数字数据进行输出。上述ADC方式被称为单斜率列平行ADC方式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-168880号公报

技术实现要素：

本发明的一个方式的固体摄像装置的特征在于，具备：像素部，进行光电转换的多个像素排列为矩阵状；以及AD转换器，将由上述像素部生成的像素信号从模拟信号转换为数字信号，上述AD转换器具有：比较器，按 照每个像素列配置，对每个上述像素的上述模拟信号与参照信号进行比较；以及计时器，与上述比较器对应地配置，对上述比较器比较上述模拟信号与上述参照信号的期间进行计时，由此得到上述数字信号，上述比较器包括：第一差动晶体管，被输入上述参照信号；第二差动晶体管，被输入上述模拟信号；第一负载晶体管，连接在上述第一差动晶体管的漏极端子与电源之间；第二负载晶体管，连接在上述第二差动晶体管的漏极端子与电源之间；以及电流源晶体管，连接在上述第一差动晶体管以及上述第二差动晶体管的源极端子与接地之间，上述第一差动晶体管与上述第二差动晶体管的(栅极宽度/栅极长度)之比为1：N(N＞1)。

根据该构成，与参照信号相关联的第一差动晶体管的尺寸不变更、即不使第一差动晶体管的栅极-源极间电容增加，就能够使第二差动晶体管的漏极的电容增加。因此，能够使第一差动晶体管的栅极-源极间电压的时间变动缓慢，不使噪声特性恶化就能够抑制条纹。

此外，本发明的一个方式的固体摄像装置为，上述第一负载晶体管与上述第二负载晶体管的(栅极宽度/栅极长度)之比为M：1(M＞1)。

根据该构成，在第二差动晶体管中流动的电流，从在电流源晶体管中流动的电流的1/2减少到1/(1+M)(M＞1)。因此，能够抑制在第一差动晶体管中流动的电流的时间变化，能够抑制条纹。

此外，本发明的一个方式的固体摄像装置为，具备：像素部，进行光电转换的多个像素排列为矩阵状；以及AD转换器，将由上述像素部生成的像素信号从模拟信号转换为数字信号，上述AD转换器具有：比较器，按照每个像素列配置，对每个上述像素的上述模拟信号与参照信号进行比较；以及计时器，与上述比较器对应地配置，对上述比较器比较上述模拟信号与上述参照信号的期间进行计时，由此得到上述数字信号，上述比较器包括：第一差动晶体管，被输入上述参照信号；第二差动晶体管，被输入上述模拟信号；第一负载晶体管，连接在上述第一差动晶体管的漏极端子与电源之间；第二负载晶体管，连接在上述第二差动晶体管的漏极端子与电源之间；以及电流源晶体管，连接在上述第一差动晶体管以及上述第二差动晶体管的源极端子与接地之间，上述第一负载晶体管与上述第二负载晶体管的(栅极宽度/栅极长度)之比为M：1(M＞1)。

根据该构成，在第二差动晶体管中流动的电流，从在电流源晶体管中流动的电流的1/2减少到1/(1+M)(M＞1)。因此，能够抑制在第一差动晶体管中流动的电流的时间变化，能够抑制条纹。

此外，本发明的一个方式的固体摄像装置为，具备：像素部，进行光电转换的多个像素排列为矩阵状；以及AD转换器，将由上述像素部生成的像素信号从模拟信号转换为数字信号，上述AD转换器具有：比较器，按照每个像素列配置，对每个上述像素的上述模拟信号与参照信号进行比较；以及计时器，与上述比较器对应地配置，对上述比较器比较上述模拟信号与上述参照信号的期间进行计时，由此得到上述数字信号，上述比较器包括：第一差动晶体管，被输入上述参照信号；第二差动晶体管，被输入上述模拟信号；第一负载晶体管，连接在上述第一差动晶体管的漏极端子与电源之间；第二负载晶体管，连接在上述第二差动晶体管的漏极端子与电源之间；以及电流源晶体管，连接在上述第一差动晶体管以及上述第二差动晶体管的源极端子与接地之间，在上述第一差动晶体管的源极端子与上述电流源晶体管的漏极端子之间、以及上述第二差动晶体管的源极端子与上述电流源晶体管的漏极端子之间的至少一方，插入有电阻成分。

根据该构成，与上述电阻成分的电压降下的量相对应，在第一差动晶体管中流动的电流的时间变化被抑制。因此，第一差动晶体管以及第二差动晶体管的栅极-源极间电压的差分变动降低，能够抑制条纹。

此外，例如，还具备开关元件，该开关元件插入在上述第一差动晶体管的源极端子与上述电流源晶体管的漏极端子之间、以及上述第二差动晶体管的源极端子与上述电流源晶体管的漏极端子之间的至少一方，上述电阻成分为上述开关元件的导通状态下的电阻成分。

由此，电阻成分由开关元件的导通电阻代替，因此能够通过小面积来抑制条纹。

此外，例如，上述电阻成分由相互并联连接的多个电阻元件构成，通过改变上述多个电阻元件的连接状态，能够切换电阻值。

根据该构成，在对较暗的图像进行拍摄的情况下，噪声特性的要求较严格，因此选择较低的电阻值作为上述电阻成分而使比较器动作。另一方面，在对较明亮的图像进行拍摄的情况下，条纹特性明显，因此能够选择 较高的电阻值作为上述电阻成分来进行条纹的抑制。因此，通过根据拍摄图像来对多个设定的电阻值进行选择而进行动作，由此能够对各个图像实现最佳的图像特性以及条纹特性。

此外，本发明不仅能够实现为具有这样的特征性构成的固体摄像装置，还能够实现为具备该固体摄像装置的摄像装置。

根据本发明的固体摄像装置以及摄像装置，能够降低条纹，并实现画质的提高。

附图说明

图1是表示实施方式1的固体摄像装置的块构成的图。

图2是对实施方式1的固体摄像装置的AD转换动作进行说明的时间图。

图3是表示产生了条纹的情况下的图像的一个例子的图。

图4是表示实施方式1的比较器的电路构成的一个例子的图。

图5是表示实施方式2的比较器的电路构成的一个例子的图。

图6是表示实施方式2的变形例1的比较器的电路构成的一个例子的图。

图7是表示具备实施方式1或者2的固体摄像装置的摄像装置(摄像机系统)的构成的一个例子的块图。

图8是表示专利文献1所公开的现有的固体摄像装置的块构成的图。

具体实施方式

首先，对现有技术的课题进行说明。

如在背景技术部分所述的那样，在上述单斜率列平行ADC方式中，成为基准电位的斜升电压Vslope与来自像素的信号电压(模拟信号)在比较器551中进行比较，并通过后级的计时器552被控制而进行A/D转换。在此，CMOS图像传感器的单斜率型ADC按照每列进行并列处理而读出像素信号，因而在行方向上具有多个比较器551。

上述斜升电压Vslope相对于配置为列的比较器551(在图8中，是与斜升信号线555连接的全部比较器551)，经由斜升信号线555而共通地输入。因此，假定为，列内的一个比较器551中的A/D转换动作使斜升信号线555上的斜升电压Vslope变动。由此，会使相同列内的其他比较器551的A/D转换动 作产生误差。

在CMOS图像传感器中，在摄像区域内存在局部的亮度差较大地不同的区域那样的情况下，包含该亮度差的列内的一个比较器动作，诱发相同列内的其他比较器中的A/D转换误差，会使画质恶化。以下，将这样的现象称为条纹(streaking)。

即，现有的固体摄像装置使用单斜率列平行ADC方式。然而，在现有的固体摄像装置500中，在随着摄像机性能的提高而向高像素化以及高速化的迫切期望提高的过程中，在AD转换响应时由参照信号的变动引起而产生的画质恶化(条纹)量增大。

本发明的实施方式，是鉴于上述课题而进行的，提供抑制了条纹的固体摄像装置以及摄像装置。

以下，参照附图对本发明的实施方式的固体摄像装置以及摄像装置进行说明。此外，以下的实施方式均用于表示本发明的一个具体例，数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等为一个例子，不用于限定本发明。

(实施方式1)

[固体摄像装置的基本构成]

图1是实施方式1的固体摄像装置的块构成图。如该图所示那样，本实施方式的固体摄像装置200为CMOS图像传感器的一个例子，具备摄像区域201、垂直扫描电路202、水平扫描电路203、定时控制电路205、列处理部206、参照信号生成电路204、垂直信号线212、水平信号线213、以及放大电路214。摄像区域201是进行光电转换的多个像素排列为矩阵状的像素部。垂直扫描电路202是对行地址以及行扫描进行控制的像素驱动部。参照信号生成电路204生成向比较器208输出的参照信号。垂直信号线212按照每列与多个像素共通地连接，将在摄像区域201生成的像素信号向列处理部206输出。列处理部206构成为，具有比较器208、计时器部209、开关210以及数据存储部211的列AD电路207按照每列进行排列。

[AD转换动作]

接下来，对固体摄像装置200的AD转换动作进行说明。本实施方式的固体摄像装置200是列并列AD转换方式的CMOS图像传感器。在通过固体摄 像装置200对所希望的图像进行拍摄的情况下，向固体摄像装置200入射的光在摄像区域201被转换为电信号。

摄像区域201由垂直扫描电路202以行单位进行控制，属于垂直扫描电路202所选择的行中的各像素的像素信号，向与每列连接的垂直信号线212同时输出。所输出的各列的像素信号在各列的比较器208中，与参照信号生成电路204所输出的参照信号分别比较。在此，参照信号是具有持有倾斜(至少单调增加或者单调减少)的斜升电压的斜升信号。通过与各列的比较器208连接的各列的计时器部209，对到各列的像素信号与参照信号的大小关系反转为止的时间进行计时。由此，模拟信号即各列的像素信号从各列的计时器部209作为数字信号输出。即，比较器208以及计时器部209构成AD转换电路，各列的像素信号由各列的AD转换电路从模拟信号向数字信号转换。列AD电路207是将在摄像区域201生成的像素信号按照像素单位从模拟信号向数字信号转换的AD转换器。

向数字信号转换后的各列的像素信号，经由通过定时控制电路205来切换导通/非导通的开关210，在各列的数据存储部211中存储保持。由数据存储部211存储保持的信号，从在水平扫描电路203中选择的列，依次经由水平信号线213，由放大电路214放大，并向外部的信号处理电路输出。

此外，在定时控制电路205中，基于主时钟CLK0以及用于各种设定的数据DATA，一并生成各种的内部时钟，将所生成的内部时钟向固体摄像装置200内部的各电路供给。具体地说，从定时控制电路205向垂直扫描电路202供给垂直扫描电路控制信号CN1，向水平扫描电路203供给水平扫描电路控制信号CN2。此外，从定时控制电路205向参照信号生成电路204供给参照信号生成信号CN3和参照信号生成用时钟CLK1。此外，从定时控制电路205向计时器部209供给计时器控制信号CN4以及计时器用时钟CLK2，向开关210供给开关控制信号CN5。各电路根据这些控制信号来进行动作。

接下来，对通过列AD电路207将像素信号进行AD转换的情况下的动作进行说明。

图2是对实施方式1的固体摄像装置的AD转换动作进行说明的时间图。

首先，在时刻t0，定时控制电路205向计时器部209输送控制信号CN4，将计时器部209的计时数复位到初始值，并设定为减计数(down count)模 式。此外，定时控制电路205向属于所希望的行的像素输送控制信号CN1，读出每个具有复位成分的像素的复位信号。复位信号分别向垂直信号线ADIN0～ADINP输出。

接下来，在时刻t1，定时控制电路205在垂直信号线212的复位信号稳定之后，向参照信号生成电路204供给控制信号CN3以及参照信号生成用时钟CLK1。接受到该控制信号CN3以及参照信号生成用时钟CLK1，参照信号生成电路204开始参照信号的时间变化。同时，定时控制电路205开始向列AD电路207(计时器部209)输入计时器用时钟CLK2。接受到该计时器用时钟CLK2的计时器部209从初始值开始进行减计数。

在此，参照信号生成用时钟CLK1以及计时器用时钟CLK2，在一般情况下，是通过定时控制电路205将主时钟CLK0按照固定倍数倍增后的时钟。此外，说明了参照信号生成用时钟CLK1以及计时器用时钟CLK2同时动作，但该定时为一个例子，也可以使计时器用时钟CLK2与电路动作相匹配地延迟而动作。

在时刻t1以后，参照信号RAMP的大小在某个时刻与复位信号成分的大小一致。此时，比较器208的输出信号反转，计时器部209停止减计数。此时的计时数与图2中的ΔVret相当。

接下来，在时刻t2，当减计数期间经过时，定时控制电路205停止对参照信号生成电路204供给控制信号CN3以及参照信号生成用时钟CLK1，同时停止向计时器部209供给计时器用时钟CLK2。此外，说明了参照信号生成用时钟CLK1以及计时器用时钟CLK2同时动作，但该定时为一个例子，也可以使计时器用时钟CLK2与电路动作相匹配而先停止。

接着，定时控制电路205向计时器部209供给控制信号CN4，并设定为增加计时模式。此外，定时控制电路205向属于所希望的行的像素供给控制信号CN1，读出具有信号成分ΔVsig的像素信号。读出的方法，除了将计时器部209设定为增加计时模式以外，与复位成分的读出同样。

在时刻t3以后，参照信号RAMP的大小在某个时刻与像素信号的大小一致。此时，比较器208的输出信号反转，计时器部209停止增加计时。此时的计时数与图2中的ΔVsig+ΔVret相当。

如此，通过将计时器部209的设定在读出复位成分ΔVret时设为减计数、 在读出信号成分ΔVsig时设为增加计时，由此在计时器部209内自动地进行加减法。由此，能够得到与信号成分ΔVsig相当的计时数。

此外，在本实施方式中，作为计时器部209的一个例子，使用加-减计时器来进行说明，但也可以仅使用加计时器或者减计时器而在后级进行加减运算。即，只要是能够得到与信号成分ΔVsig相当的计时数的方法，则可以是任意的构成。

[条纹的产生机理]

在此，为了使本实施方式的固体摄像装置容易理解，而使用图3对条纹(特性不良)的产生机理进行说明。

一般的具备列并列AD转换器的固体摄像装置，将参照信号与各列的像素信号在各列的比较器中进行比较，并通过各列的计时器进行计时，由此进行AD转换。此时，为了对应于高速化，而通过全列并列处理进行AD转换。因此，在行方向上具有水平像素数量的多个比较器，此外，这些比较器同时进行比较动作。在此，参照信号被共通地输入到在行方向上配置的比较器，因此某个列的比较器的AD转换动作的影响向参照信号传播。由此，会使同行的其他列的比较器的AD转换值产生转换误差。

图3是表示产生条纹的情况下的图像的一个例子的图。如该图所示那样，在由CMOS图像传感器摄像的图像中，在存在局部亮度较大不同的区域(亮度比周边大的区域、或者亮度比周边小的区域)的情况下，并且特别是在相同亮度的数据在行方向上连续的情况下，参照信号变动。该参照信号的变动，由对上述亮度进行判断的多个比较器的反转动作同时产生而引起。在该情况下，在剩余的列的比较器的AD转换时，使用含有变动成分的参照信号进行AD转换。结果，剩余的列的AD转换的输出值成为带有转换误差的值。即，作为图像，如图3所示那样，仅该行的输出成为与其他行不同的输出值(带有转换误差的输出值)，因此产生在实际的拍摄图像中不存在的横筋，产生不能够允许的画质恶化。这就是条纹不良。

在此，当将参照信号的阻抗设为R、比较器的差动晶体管的电容设为Cgs、比较器的差动晶体管的栅极-源极间电压的变动量设为ΔVgs、在水平方向上相邻接的属于亮度较大不同的区域的像素数设为N时，比较器反转后的参照信号的电位变动量Vstr由以下的式1表示。

Vstr∝R×Cgs×ΔVgs×N (式1)

为了减少条纹，需要降低参照信号的电位变动量Vstr，根据上述式1可知，参照信号的阻抗R的降低、上述差动晶体管部的电容Cgs的降低以及上述差动晶体管的变动量ΔVgs的降低是有效的。

在要实现阻抗R的降低的情况下，需要降低由电流源和电阻构成的参照信号生成电路的输出阻抗。然而，为了在降低上述输出阻抗的同时维持参照信号波形，存在必须增大消耗电流、噪声以及面积这种弊端。

此外，在要实现电容Cgs的降低的情况下，可以列举使比较器的差动晶体管的尺寸(栅极电容)缩小。然而，当使差动晶体管的尺寸缩小时，存在随机噪声以及RTS噪声增加、诱发噪声特性的恶化这种弊端。

[实施方式的比较器的构成]

因此，本实施方式的固体摄像装置200，为了在避免上述弊端的同时防止条纹，而要实现比较器的差动晶体管的栅极-源极间电压的变动量ΔVgs的降低。以下，使用附图来说明其详细情况。

图4是表示实施方式1的比较器的电路构成的一个例子的图。该图所示的比较器208A包括差动晶体管220以及221、负载晶体管222以及223、电流源晶体管224、复位开关227以及228。

差动晶体管220是其栅极端子被经由电容225输入参照信号RAMP的第一差动晶体管，例如为n型(NMOS)晶体管。差动晶体管221是其栅极端子被经由电容226输入模拟信号即像素信号Vsig的第二差动晶体管，例如是n型(NMOS)晶体管。

负载晶体管222是差动晶体管220的负载，是连接在差动晶体管220的漏极端子与电源之间、栅极端子与漏极端子被短路连接的第一负载晶体管，例如是p型(PMOS)晶体管。负载晶体管223是差动晶体管221的负载，是连接在差动晶体管221的漏极端子与电源之间、栅极端子与负载晶体管222的栅极端子连接的第二负载晶体管，例如是p型(PMOS)晶体管。

电流源晶体管224是连接在差动晶体管220以及221的源极端子与接地端子之间、栅极端子被施加用于设定电流值的偏置电压的n型(NMOS)晶体管。

复位开关227以及228是对差动晶体管220以及221的初始值进行设定的 开关元件。

在现有的构成中，一对差动晶体管以及一对负载晶体管，为了使差动特性提高，而使尺寸比按照1：1来构成。

与此相对，在本实施方式的比较器208A中，将对称性破坏，将差动晶体管220以及221的W/L(W为栅极宽度，L为栅极长度)比设定为1：N(N＞1)，并且，将负载晶体管222以及223的W/L比设定为M：1(M＞1)。

在此，在差动晶体管220在饱和区域进行动作的情况下，当将载流子的移动度设为β、将栅极氧化膜电容设为Cox、将晶体管的栅极宽度设为W、将晶体管的栅极长度设为L、将阈值电压设为Vth时，增益系数Β由以下的式2表示。

Β＝β×Cox×(W/L) (式2)

根据上述式2，在差动晶体管220中流动的电流I220由以下的式3表示。

I220＝Β/2×(Vgs-Vth)2 (式3)

当对上述式3的两边进行时间微分时，成为以下的式4。

ΔI220＝Β×(Vgs-Vth)×ΔVgs (式4)

当关于ΔVgs对上述式4进行改写时，成为以下的式5。

ΔVgs＝1/{Β×(Vgs-Vth)}×ΔI220 (式5)

在此，在差动晶体管220中流动的电流I220与在差动晶体管221中流动的电流I221的合计，与在电流源晶体管224中流动的电流I224相等。因此，以下的式6以及式7成立。

I220+I221＝I224 (式6)

(I220+ΔI220)+(I221+ΔI221)＝I224 (式7)

根据上述式6以及式7，在差动晶体管220中流动的电流I220的时间变化ΔI220与在差动晶体管221中流动的电流I221的时间变化ΔI221，成为相互相反极性且相同的大小。因此，以下的式8成立。

ΔI220＝－ΔI221(式8)

根据上述式5以及式8，如果抑制ΔI221，则ΔVgs被抑制。因此，能够降低条纹。

在本实施方式的比较器208A中，使负载晶体管222以及223的W/L比成为M：1(M＞1)。由此，在差动晶体管221中流动的电流I221从通常的(I224 的)1/2减少到1/(1+M)(M＞1)。因此，在差动晶体管220中流动的电流的时间变化ΔI220被抑制，能够抑制条纹。

并且，将差动晶体管220以及221的W/L比设为1：N(N＞1)。由此，与参照信号相关联的差动晶体管220的尺寸不变更、即不使上述式1中的电容Cgs增加，就能够使差动晶体管221的漏极部的电容增加。因此，能够使差动晶体管221的Vgs的时间变动、即差动晶体管220的Vgs的时间变动缓慢，不使噪声特性恶化就能够抑制条纹。

换言之，通过采用对比较器208A的差动晶体管产生Vgs变动的情况进行抑制的电路构成，由此不使面积、消耗电力以及噪声增大，就能够抑制条纹现象。

此外，在上述实施方式中，列举不使负载晶体管222以及223的对称性破坏(使W/L比成为1：1)，而仅使差动晶体管220以及221的对称性破坏(使W/L比成为1：N(N＞1))的构成。通过采用本构成，条纹抑制的效果小于使负载晶体管222以及223的对称性以及差动晶体管220以及221的对称性的双方破坏的本实施方式的效果，但在像素数较少、动作频率不那么高的情况下，能够以较小面积来进行条纹抑制。

此外，在上述实施方式中，列举不使差动晶体管220以及221的对称性破坏(使W/L比成为1：1)，而仅使负载晶体管222以及223的对称性破坏(使W/L比成为M：1(M＞1))的构成。通过采用本构成，在像素数较少、动作频率不那么高的情况下，能够以较小面积进行条纹抑制。

此外，本实施方式的固体摄像装置，包括后述的实施方式2的固体摄像装置，只要是将比较器对全列进行供给而使用的类型的列AD转换器，则可以是单斜率型、可以是依次比较型、也可以是其他任意方式。

此外，在上述实施方式中，使用NMOS的差动晶体管以及电流源晶体管以及PMOS的负载晶体管进行了说明。然而，本实施方式的固体摄像装置200以及后述的实施方式2的固体摄像装置，也可以使用使电源以及接地、及NMOS以及PMOS反转了的构成。

此外，在上述实施方式中，使比较器208A成为使用了差动晶体管对、负载晶体管对以及电流源晶体管的构成。然而，本实施方式的固体摄像装置，包括后述的实施方式2的固体摄像装置，也可以为了提高比较器的增益 而使用共源共栅(cascode)构成。此外，也可以代替电流镜型的负载晶体管构成，而使用赋予偏置电压的完全差动型的构成。此外，为了实现高速响应性，也可以使用交叉耦合型的构成。即，只要是能够通过差动来进行比较动作的构成，则可以使用任意的构成。

(实施方式2)

以下，参照附图，并且以与实施方式1的不同点为中心，对实施方式2的固体摄像装置的构成以及动作进行说明。

图5是表示实施方式2的比较器的电路构成的一个例子的图。该图所示的比较器208B包括差动晶体管220以及221、负载晶体管222以及223、电流源晶体管224、电阻229以及230(电阻229以及230的至少一方)、复位开关227以及228。

差动晶体管220以及221、负载晶体管222以及223、电流源晶体管224、和复位开关227以及228，与实施方式1的构成同样。

电阻229以及230分别是连接在差动晶体管220以及221的源极端子与电流源晶体管224的漏极端子之间的电阻元件。换言之，电阻229以及230是插入于第一差动晶体管的源极端子与电流源晶体管的漏极端子之间、以及第二差动晶体管的源极端子与电流源晶体管的漏极端子之间的至少一方的电阻成分。

本实施方式的固体摄像装置的特征在于，对比较器208B的构成附加了电阻229以及230。

根据本构成，与电阻229以及230的电压降下的量相应，在第一差动晶体管中流动的电流的时间变化得到抑制。随此，差动晶体管220以及221的ΔVgs的变动降低，因此条纹量得到抑制。此外，由于在差动晶体管220与差动晶体管221之间插入有高电阻，因此差动晶体管220与差动晶体管221之间的隔离提高。由此，差动晶体管221的源极的电位变动向差动晶体管220的源极传播的情况得到抑制。因此，差动晶体管220的栅极变动ΔVg保持原样而源极变动ΔVs降低，因此条纹量得到抑制。

图6是表示实施方式2的变形例1的比较器的电路构成的一个例子的图。该图所示的比较器208C与实施方式2的比较器208B相比较，在构成上的不同点仅在于，代替电阻229以及230而附加有开关231以及232。

开关231以及232分别是连接在差动晶体管220以及221的源极端子与电流源晶体管224的漏极端子之间的开关元件。换言之，开关231以及232是插入于第一差动晶体管的源极端子与电流源晶体管的漏极端子之间以及第二差动晶体管的源极端子与电流源晶体管的漏极端子之间的至少一方的开关元件。在本变形例中，将图5所示的电阻229以及230用开关231以及232的导通状态下的电阻成分来代替。

即，在上述变形例1的比较器208C中构成为，在差动晶体管的源极端子与电流源晶体管的漏极端子之间，使用开关231以及232的导通电阻。由此，通过使用MOS开关元件，能够以较小面积来抑制条纹。

此外，在本实施方式中，作为变形例2，能够列举使图5所示的比较器208B所具有的电阻元件的电阻值可变的构成。例如，可以考虑如下构成：将比较器208B的电阻229以及230，分别置换为2个以上的电阻与对这2个以上的电阻的连接状态进行切换的开关并联连接的构成。即，上述电阻成分由相互并联连接的多个电阻元件构成，通过使该多个电阻元件的连接状态改变，能够进行电阻值的切换。同样，可以考虑如下构成：将图6所示的比较器208C的开关231以及232，分别置换为2个以上的开关并联连接的构成。在这些构成的情况下，在对较暗的图像进行拍摄的情况下，噪声特性的要求较严格，因此选择较低的电阻值而使比较器动作。另一方面，在对较明亮的图像进行拍摄的情况下，条纹特性明显，因此选择较高的电阻值而进行条纹的抑制。由此，根据拍摄图像的不同，对多个设定的电阻值进行选择而使其动作，由此能够对各个图像实现最佳的图像特性以及条纹特性。

如此，能够进行与图像相对应的设定，能够实现作为摄像机系统的特性的最佳化。

此外，在此，对基于图像的切换进行了说明，但也可以是按照制品规格进行切换等，对最佳化的方法没有限制。

(实施方式3)

实施方式1以及2的固体摄像装置，适合在视频摄像机、数码摄像机、以及面向移动电话等移动设备的摄像机模块等摄像装置中，用作为其摄像器件(图像输入装置)。

图7是表示具备实施方式1或者2的固体摄像装置的摄像装置(摄像机系 统)的构成的一个例子的块图。如该图所示那样，实施方式3的摄像装置10具备透镜101、摄像器件102、摄像机信号处理电路103以及系统控制器104。

透镜101是用于将入射光导向摄像器件102的摄像区域的光学元件。

摄像器件102是实施方式1或者2的固体摄像装置。摄像器件102将通过透镜101而在摄像面上成像的像光，并输出按照像素单位转换为电信号，并将得到的图像信号输出。

摄像机信号处理电路103是对摄像器件102的输出信号进行各种处理的电路。

系统控制器104是对摄像器件102以及摄像机信号处理部603进行驱动的控制部。

由摄像机信号处理电路103处理的图像信号，例如在存储器等记录介质中记录为静止图像或者动态图像。或者，在由液晶显示器等构成的监视器中作为动态图像显示出来。

根据本实施方式的摄像装置，由于内置有不使消耗电力、噪声以及面积增大就能够抑制条纹的固体摄像装置，因此作为摄像机系统能够提供高品质的图像。

(其他)

此外，本发明的固体摄像装置以及摄像装置不限定于上述实施方式。将各实施方式中的任意构成要素组合而实现的其他实施方式、对于各实施方式实施在不脱离本发明的主旨的范围本领域技术人员能够想到的各种变形而得到的变形例、内置了本发明的固体摄像装置的各种设备也包含于本发明。

例如，在上述实施方式1以及2中构成为，对各列设置计时器部209而供给计时器用时钟，按照比较器输出的反转定时使各列的计时动作停止，由此进行数字化，但不限定于此。也可以构成为，在列阵列之外设置共通计时器，各列具备A/D转换用的存储器或者闩锁，从共通计时器将计时值向全列共通地进行分配，通过按照比较器输出的反转定时将各列的计时值锁定，由此进行数字化。

此外，在摄像区域所具有的像素的构成中，也可以构成为，不使用选择晶体管而以浮动传播电位进行像素选择。此外，也可以是将复位晶体管 以及源极输出晶体管在多个像素中共享化的单位单元。

此外，在实施方式1～3中，说明了对单斜率列平行A/D转换的斜升信号进行参照的类型，但也可以是将参照电压向全列进行供给而使用的类型的列A/D转换(例如依次比较型A/D转换)，也能够起到同样的效果。

工业上的可利用性

本发明能够不使消耗电力、噪声以及面积增大地抑制摄像时的图像恶化(条纹)，例如能够应用于CMOS固体摄像装置、数码摄像机、电影摄像机、带摄像机移动电话机、监视摄像机、车载摄像机以及医疗用摄像机等各种摄像机系统。

符号的说明

101 透镜

102 摄像器件

103 摄像机信号处理电路

104 系统控制器

200、500 固体摄像装置

201、510 摄像区域

202 垂直扫描电路

203、530 水平扫描电路

204 参照信号生成电路

205、540 定时控制电路

206 列处理部

207 列AD电路

208、208A、208B、208C、551 比较器

209 计时器部

210、231、232 开关

211 数据存储部

212、554 垂直信号线

213 水平信号线

214、570 放大电路

220、221 差动晶体管

222、223 负载晶体管

224 电流源晶体管

225、226 电容

227、228 复位开关

229、230 电阻

520 行选择电路

550 AD转换器组

552 计时器

553 闩锁电路

555 斜升信号线

560 数字-模拟转换装置

580 信号处理电路

590 水平传送线