TW202341722A - 比較器、放大器及固態攝像裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提高比較器之特性 本發明之比較器包含：第1～5電晶體、第1、2開關、及第1、2電容器。第1電晶體於閘極被輸入參考信號。第2電晶體與第1電晶體共有源極。第3電晶體與第1電晶體共有源極，與第2電晶體共有汲極。第1開關連接於第2電晶體之閘極與汲極之間。第2開關連接於第3電晶體之閘極與汲極之間。第1電容器之第1端與第2電晶體之閘極連接，第2端與輸入信號端子連接。第2電容器之第1端與第3電晶體之閘極連接，第2端與輸入信號端子連接。第4電晶體與第1電晶體共有汲極，閘極與汲極連接。第5電晶體與第2電晶體之汲極及第3電晶體共有汲極，與第4電晶體共有閘極。將第4電晶體之汲極或第5電晶體之汲極之電位選擇性地與輸出端子連接。

Description

比較器、放大器及固態攝像裝置

本揭示係關於一種比較器、放大器及固態攝像裝置。

HDR(High Dynamic Range，高動態範圍)之技術係用於在攝像裝置中寬廣表現動態範圍之技術。於該HDR技術中，期望抑制圖像處理時之假影。為了減小假影之影響，有於2個不同之增益下，在2次讀出後將圖像資料合成之單訊框HDR(SFHDR)方式。於該SFHDR中，以低增益之重置、高增益之重置、高增益之資料輸入、低增益之資料輸入之順序執行AD(Analog to Digital，數位轉類比)轉換。

2輸入之比較器藉由為了避免訊框率之降低，分別具備2個系統之差動對、重置之電容、選擇輸入之開關、選擇輸出之開關等構成，而雖然保持低增益之重置位準信號，但進行高增益之AD轉換，藉此，有時可以1個電路實現2次AD轉換。該比較器之構成與1輸入之情形進行比較，有必須要有大幅度之電路面積之增大之問題。例如，由於配置2個系統之差動放大對，或於差動對兩者中必須要有重置電晶體，故電晶體、開關等之面積變得非常大，不滿足用作固態攝像元件之面積條件之情形變多。又，藉由在放大器之輸出路徑***開關，而有產生因增益引起之縱向條紋等特性惡化之疑慮，為了避免其，有開關本身之尺寸變大之問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2020-102806號公報

[發明所欲解決之問題]

為此，於本揭示中，提供一種提高特性之比較器及使用該比較器之固態攝像裝置。 [解決問題之技術手段]

根據一實施形態，比較器包含：第1電晶體、第2電晶體、第3電晶體、第1開關、第2開關、第1電容器、第2電容器、第4電晶體、及第5電晶體。前述第1電晶體於閘極被輸入參考信號。前述第2電晶體之源極與前述第1電晶體之源極連接。前述第3電晶體之源極與前述第1電晶體之源極連接，汲極與前述第2電晶體之汲極連接。前述第1開關連接於前述第2電晶體之閘極與汲極之間。前述第2開關連接於前述第3電晶體之閘極與汲極之間。前述第1電容器之第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與輸入信號端子連接。前述第2電容器之第1端與前述第3電晶體之閘極連接，第2端與前述輸入信號端子連接。前述第4電晶體之汲極與前述第1電晶體之汲極連接，閘極與汲極連接。前述第5電晶體之汲極與前述第2電晶體之汲極及前述第3電晶體之汲極連接，閘極與前述第4電晶體之閘極連接。該比較器將前述第4電晶體之汲極、或前述第5電晶體之汲極之電位選擇性地與輸出端子連接。

比較器可進一步包含：第3開關，其連接於前述第1電容器之第2端與電源電壓之間；及第4開關，其連接於前述第2電容器之第2端與前述電源電壓之間。

比較器可進一步包含：第5開關，其連接於前述第5電晶體之汲極與前述輸出端子之間；及第6開關，其連接於前述第5電晶體之閘極與前述輸出端子之間；且前述第5開關及前述第6開關可排他性地導通。

比較器可進一步包含：第7開關，其連接於前述第1電容器之第2端、與前述輸入端子之間；及第8開關，其連接於前述第2電容器之第2端、與前述輸入端子之間。

前述第1電晶體、前述第2電晶體及前述第3電晶體可為第1導電型之MOSFET，前述第4電晶體及前述第5電晶體可為與前述第1導電型不同之第2導電型之MOSFET。

前述第1導電型可為p型，前述第2導電型可為n型。

前述第1電晶體之源極、前述第2電晶體之源極及前述第3電晶體之源極可連接於正側之電源電壓，前述第4電晶體之源極及前述第5電晶體之源極可連接於負側之電源電壓。

前述第1導電型可為n型，前述第2導電型可為p型。

前述第1電晶體之源極、前述第2電晶體之源極及前述第3電晶體之源極可連接於負側之電源電壓，前述第4電晶體之源極及前述第5電晶體之源極可連接於正側之電源電壓。

比較器可進一步包含：第9開關，其連接於前述第2電晶體之汲極、與前述第5電晶體之汲極之間；及第10開關，其連接於前述第3電晶體之汲極、與前述第5電晶體之汲極之間。

前述參考信號可為切換第1斜波信號與第2斜波信號之信號，且該第1斜波信號取得以第1增益控制之像素值，該第2斜波信號取得以較前述第1增益威高之第2增益控制之像素值；前述第2電晶體可與前述第1電晶體形成差動對，輸出基於前述第1斜波信號、與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流；前述第3電晶體可與前述第1電晶體形成差動對，輸出基於前述第2斜波信號、與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流。

根據一實施形態，比較器包含：第1電晶體、第2電晶體、第1開關、第1電容器、第2電容器、第4電晶體、及第5電晶體。前述第1電晶體於閘極被輸入參考信號。前述第2電晶體之源極與前述第1電晶體之源極連接。前述第1開關連接於前述第2電晶體之閘極與汲極之間。前述第1電容器之第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與輸入信號端子連接。前述第2電容器之第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與前述輸入信號端子連接，且與前述第1電容器並聯地備置。前述第4電晶體之汲極與前述第1電晶體之汲極連接，閘極與汲極連接。前述第5電晶體之汲極與前述第2電晶體之汲極連接，閘極與前述第4電晶體之閘極連接。該比較器將前述第4電晶體之汲極、或前述第5電晶體之汲極之電位選擇性地與輸出端子連接。

比較器可進一步包含：第7開關，其連接於前述第1電容器與前述輸入信號端子之間；及第8開關，其連接於前述第2電容器與前述輸入信號端子之間。

比較器可進一步包含：第11開關，其備置於前述第1電容器與前述第2電晶體之閘極之間；及第12開關，其備置於前述第2電容器與前述第2電晶體之閘極之間。

前述參考信號可為切換第1斜波信號與第2斜波信號之信號，且該第1斜波信號取得以第1增益控制之像素值，該第2斜波信號取得以較前述第1增益為高之第2增益控制之像素值；前述第2電晶體可與前述第1電晶體形成差動對，選擇性地輸出基於前述第1斜波信號、與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流、或基於前述第2斜波信號、與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流。

根據一實施形態，放大電路包含：斜波信號輸出電路，其產生參考信號；且於進行2個系統之處理之第1路徑及第2路徑中包含：第1路徑之第1放大電路，其包含上述任一項之比較器，且連接於前述斜波信號輸出電路；第2路徑之第1放大電路，其包含如上述任一項之比較器，且連接於前述斜波信號輸出電路，與前述第1路徑之第1放大電路相鄰地配置；第1路徑之第2放大電路，其連接於前述第1路徑之第1放大電路，與前述第2路徑之第1放大電路相鄰地配置；第2路徑之第2放大電路，其連接於前述第2路徑之第1放大電路，與前述第1路徑之第2放大電路相鄰地配置；第1路徑之第3放大電路，其連接於前述第1路徑之第2放大電路，與前述第2路徑之第2放大電路相鄰地配置；及第2路徑之第3放大電路，其連接於前述第2路徑之第2放大電路，與前述第1路徑之第3放大電路相鄰地配置。

根據一實施形態，固態攝像裝置包含：受光元件、像素電路、比較器、及轉換器。前述像素電路於基於來自控制電路之控制信號之時序下輸出自前述受光元件輸出之信號。前述比較器係將自前述像素電路輸出之信號輸入至輸入信號端子之具有前述所記載中之適切之構成之比較器。前述轉換器使用自前述比較器輸出之基於前述第1斜波信號之差動放大信號、與基於前述第2斜波信號之差動放大信號，將自前述像素電路輸出之類比信號轉換為數位信號。

固態攝像裝置可進一步包含圖像處理電路，該圖像處理電路基於自前述轉換器輸出之信號，產生HDR(High Dynamic Range，高動態範圍)圖像。

固態攝像裝置包含：受光元件、像素電路、比較器、及轉換器。前述像素電路於基於來自控制電路之控制信號之時序下輸出自前述受光元件輸出之信號。前述比較器係將自前述像素電路輸出之信號輸入至輸入信號端子之具有前述所記載中之適切之構成之比較器。前述轉換器使用自前述比較器輸出之基於前述第1斜波信號之差動放大信號、與基於前述第2斜波信號之差動放大信號，將自前述像素電路輸出之類比信號轉換為數位信號。

固態攝像裝置可進一步包含圖像處理電路，該圖像處理電路基於自前述轉換器輸出之信號，產生HDR(High Dynamic Range，高動態範圍)圖像。

以下，參照圖式，進行本揭示之實施形態之說明。圖面係為了進行說明而使用者，實際之裝置中之各部之構成之形狀、尺寸、或與其他構成之尺寸之比等無需如圖中所示般。又，圖式由於被簡略化而描繪，故除了圖中描繪以外，亦適切地具備安裝上所需之構成。

圖1係顯示使用本揭示之比較器之固態攝像裝置之非限定性之一例之圖。固態攝像裝置1具備：像素陣列10、控制部11、垂直驅動部12、水平驅動部13、處理部14、及圖像處理部15。又，雖未圖示，但固態攝像裝置1例如具備電源電路、記憶電路、其他受光(及顯示)所需之模組、或與使用者之輸入輸出相關聯之介面等中至少1者。

像素陣列10係將受光像素於第1方向及與第1方向相交之第2方向上呈二維之陣列狀配置之區域。受光像素(以下亦簡單地記載為像素)具備受光元件及像素電路。受光元件接收光，取得與接收到之光之強度對應之類比信號。像素電路於適切之時序下輸出受光元件輸出之信號。

控制部11執行固態攝像裝置1之受光部中之處理之控制。控制部11例如於適切之時序下控制垂直驅動部12、水平驅動部13、及處理部14，並控制與圖像相關之資訊之取得。

垂直驅動部12於像素陣列10中選擇並驅動列。列係沿第2方向之像素之集合。垂直驅動部12於第1方向上選擇1個或複數個列，藉由驅動屬該列之像素，而控制為可進行自該像素之輸出之狀態。

垂直驅動部12針對屬像素陣列10之像素，藉由向每一列所具備之水平信號線120施加適切之電壓，而將屬列之像素驅動為可輸出之狀態。

水平驅動部13於像素陣列10中選擇行，自屬行之像素選擇並驅動進行輸出之像素。

垂直驅動部12針對屬像素陣列10之像素，藉由向每一行所具備之垂直信號線130施加適切之電壓，而進行自屬行之像素輸出信號之驅動。亦即，於由垂直驅動部12選擇之列中自水平驅動部13接收到驅動信號之像素輸出基於接收到之強度之信號。

處理部14藉由進行適切之處理，而輸出經由垂直信號線132取得之來自像素之信號。

圖像處理部15藉由對自處理部14輸出之數位信號適切地進行處理，而構成圖像，或進行圖像處理並作為圖像信號而輸出。

於本揭示中說明之比較器作為非限定性之例，可於處理部14中就每一行具備。例如，處理部14藉由使用時脈信號，計數來自比較器之輸出，而將自像素電路輸出之類比信號轉換為數位信號，並輸出至圖像處理部15。

比較器作為非限定性之另一例，可就每一像素具備，該情形下，類比信號可就每一像素轉換為數位信號，亦可基於自像素輸出之比較結果，由處理部14轉換為數位信號。

於上述中，各構成要素可由適切之專用電路或泛用電路形成。至少一部分之電路可使用泛用之處理器來形成。例如，圖像處理部15可具備處理器，圖像處理部15中之處理可為使用處理器來具體地實現藉由軟體進行之資訊處理之形態。該情形下，可於固態攝像裝置1之內部或外部所具備之記憶電路，儲存用於執行該圖像處理之資訊處理之程式、及基於程式者。

圖2係顯示一實施形態之像素電路之非限定性之一例之圖。像素電路100作為單純之例，可為具備受光元件P、及傳送電晶體102之構成。

該像素電路100藉由驅動傳送電晶體102，而輸出與在受光元件P中接收到之光之強度對應之類比信號。傳送電晶體102藉由施加於閘極之電壓而驅動，經由被水平驅動部13選擇輸出之垂直信號線132藉由受光元件P而輸出與光之強度相應之類比信號。

圖3係顯示一實施形態之像素電路之非限定性之一例之圖。與圖2進行比較，具有感度不同之2個受光元件P1、P2，選擇性地輸出自該等受光元件之輸出。例如，受光元件P1係感度與受光元件P2不同之像素，可接收不同範圍之強度之光。受光元件P1與受光元件P2例如係一者接收通常之強度之範圍之光、另一者於人眼容易感知到感度變化之低感度之強度之範圍內可取得更高精度(解析度)之強度資訊之受光元件之組合。

傳送電晶體102於適切之時序下基於施加於閘極之電壓TGL，將受光元件P1接收到之信號傳送至浮動擴散部。該傳送之信號於放大電晶體112中放大，於選擇列之時序下，經由選擇電晶體114且經由垂直信號線132輸出。

另一方面，基於在受光元件P2中接收到之光之強度之信號基於分別施加於傳送電晶體104、108之閘極之電壓FDG、FCG於適切之時序下傳送至浮動擴散部。該傳送之信號於放大電晶體112中放大，於選擇列之時序下，經由選擇電晶體114且經由垂直信號線132輸出。

藉由將來自受光元件P1、P2之信號於適切之時序下輸出，而可取得來自感度不同之像素之信號。可使用該等信號作為例如用於形成HDR圖像之信號。於適切之時序下，浮動擴散部經由重置電晶體106重置為基準之電壓。

圖4係顯示一實施形態之像素電路之非限定性之一例之圖。與圖3同樣地具備感度不同之受光元件P1、P2。

像素電路100具備：受光元件P1、P2、傳送電晶體102、104、108、118、重置電晶體106、放大電晶體112、選擇電晶體114、及電容器110。電容器110例如可為MOS電容、MIS電容。

於受光元件P1與受光元件P2之間串聯連接傳送電晶體102、104、108、118。於連接於傳送電晶體102與傳送電晶體104之間之浮動擴散部暫時保持自受光元件輸出之電荷。於該浮動擴散部可存在寄生電容。

對於像素電路100，就每一像素列配線圖1之水平信號線120。自圖1之垂直驅動部12經由複數條驅動線(水平信號線120)供給各種驅動信號TGL、FDG、FCG、TGS、RST等。該驅動信號相應於像素電路100之各電晶體之導電型，而切換導通狀態與關斷狀態。

向傳送電晶體102之閘極電極施加驅動信號TGL。於藉由驅動信號TGL而傳送電晶體102成為導通時，蓄積於受光元件P1之電荷經由傳送電晶體102傳送至浮動擴散部。

於傳送電晶體104之閘極電極施加驅動信號FDG。於藉由驅動信號FDG而傳送電晶體104成為導通時，經由浮動擴散部之區域之電位耦合，形成1個浮動擴散部。

於傳送電晶體108之閘極電極施加驅動信號FCG。於藉由驅動信號FCG、FDG而傳送電晶體104、108成為導通時，形成浮動擴散部之區域進一步變大。

於傳送電晶體118之閘極電極施加驅動信號TGS。於藉由驅動信號TGS而傳送電晶體118成為導通時，蓄積於受光元件P2之電荷經由傳送電晶體118傳送至電容器110。於傳送電晶體118、傳送電晶體108、及傳送電晶體104導通時，自電容器110至浮動擴散部之電位耦合，向該耦合之電荷蓄積區域傳送蓄積於受光元件P2之電荷。

傳送電晶體118之閘極電極之下部之通道區域可形成為較傳送電晶體102、104、108中至少1個閘極電極之下部之通道區域，電位更為正方向(換言之，電位更深)。藉由如上述般形成，而可形成電荷之溢流路徑。

於受光元件P2中之光電轉換之結果為產生超過受光元件P2之飽和電荷量之電荷之情形下，超過飽和電荷量之電荷可經由上述之溢流路徑自受光元件P2向電容器110溢流。該溢流之電荷可蓄積於電容器110。

於圖4中，電容器110所具有之2個電極中之第1電極係連接於傳送電晶體108與傳送電晶體118之間之節點之節點電極。電容器110所具有之2個電極中之第2電極係經接地之接地電極。

此外，第2電極作為變化例可連接於接地電位以外之特定電位、例如電源電位。

於電容器110為MOS電容或MIS電容之情形下，作為一例，第2電極係形成於矽基板之雜質區域，形成電容之介電膜係形成於矽基板上之氧化膜或氮化膜。第1電極係由在第2電極與介電膜之資訊中具有導電性之材料、例如多晶矽或金屬形成之電極。

於將第2電極設為接地電位之情形下，第2電極可為與受光元件P1或受光元件P2所具備之p型雜質區域電性連接之p型雜質區域。於將第2電極設為接地電位以外之特定電位之情形下，第2電極可為形成於p型雜質區域內之n型雜質區域。

於傳送電晶體102、104間之節點，除了傳送電晶體104以外，亦連接重置電晶體106。於重置電晶體106之■連接特定電位、例如電源VDD。於重置電晶體106之閘極電極施加驅動信號RST。於藉由驅動信號RST而重置電晶體106成為導通時，傳送電晶體102、104間之節點之電位重置為電壓VDD之位準。

若於藉由驅動信號RST而將重置電晶體106導通時，將傳送電晶體104之驅動信號FDG與傳送電晶體108之驅動信號FCG設為有效狀態，則於電位耦合之該節點，浮動擴散部與電容器110之電位重置為電壓VDD。

此外，應當注意藉由個別地控制驅動信號FDG與驅動信號FCG，而可將浮動擴散部與電容器110之電位分別單獨(獨立)地重置為電壓VDD之位準。

浮動擴散部係電荷-電壓轉換機構。亦即，於向浮動擴散部傳送電荷時，相應於傳送之電荷之量，而浮動擴散部之電位變化。

於放大電晶體112於由n型MOSFET構成之情形下，於源極側連接著連接於垂直信號線130之一端之電流源，於汲極側連接電源VDD，且與其等一起構成源極隨耦器電路。於放大電晶體112之閘極電極連接浮動擴散部，其為源極隨耦器電路之輸入。

選擇電晶體114連接於放大電晶體112之源極與垂直信號線132之間。於選擇電晶體114之閘極電極施加驅動信號SEL。於藉由驅動信號SEL，而選擇電晶體114導通時，具備像素電路100之像素為選擇狀態。

於向浮動擴散部傳送電荷時，該電位為與傳送之電荷之量相應之電位，該電位輸入至上述之源極隨耦器電路。於驅動信號SEL為有效狀態時，將與該電荷之量相應之浮動擴散部之電位作為源極隨耦器電路之輸出經由選擇電晶體114輸出至垂直信號線132。

受光元件P1之光電二極體之受光面積可較受光元件P2為寬廣。其結果，於以某一曝光時間拍攝某一照度之被攝體時，在受光元件P1中產生之電荷較在受光元件P2中產生之電荷為多。

因而，於將在受光元件P1中產生之電荷、與在受光元件P2中產生之電荷傳送至浮動擴散部，並分別進行電荷-電壓轉換時，於將在受光元件P1產生之電荷傳送至浮動擴散部之前後之電壓變化，較於將在受光元件P2產生之電荷傳送至浮動擴散部之前後之電壓變化為大。因此，將受光元件P1與受光元件P2進行比較，受光元件P1為感度較受光元件P2為高者。

針對於此，受光元件P2由於即便於入射照度高之光，產生超過受光元件P2之飽和電荷量之電荷之情形下，亦可將超過飽和電荷量而產生之電荷蓄積於電容器110，故於將在受光元件P2產生之電荷進行電荷-電壓轉換時，可將蓄積於受光元件P2之電荷、與蓄積於電容器110之電荷相加，並進行電荷-電壓轉換。

藉此，受光元件P2可較受光元件P1，遍及寬廣之照度範圍拍攝具備灰階性之像素。換言之，可拍攝動態範圍寬廣之圖像。

使用受光元件P1拍攝到之感度高之像素、與使用受光元件P2拍攝到之動態範圍寬廣之圖像之2張圖像例如於CMOS影像感測器內部所具備之圖像信號處理裝置中，經由自2張圖像合成1張圖像之寬動態範圍圖像合成處理，合成為1張圖像。

針對上述作為若干個非限定性之例而舉出之將自像素電路之輸出放大之放大器，以下作為本揭示之若干個非限定性之實施形態進行說明。

(第1實施形態) 圖5係顯示構成一實施形態之放大電路之一部分之比較器之一例之電路圖。比較器20至少具備：第1電晶體M01、第2電晶體M02、第3電晶體M03、第4電晶體M04、第5電晶體M05、第1開關SW01、第2開關SW02、第3開關SW03、第4開關SW04、第5開關SW05、第6開關SW06、第7開關SW07、第8開關SW08、第1電容器C01、及第2電容器C02。又，比較器20可具備第10電晶體M10。

比較器20分別而言自DAC(Digital to Analog Converter，數位類比轉換器)端子輸出斜波信號，自VSL端子輸入像素電路之輸出信號。比較器20將斜波信號與像素電路之輸出信號進行比較，並將比較結果自VO端子輸出。VO端子之輸出可與放大器及時序控制電路連接，該輸出例如基於切換比較結果之時序，將自像素電路輸出之類比信號轉換為數位信號。

第1電晶體M01例如為p型之MOSFET，於閘極施加上述之斜波信號。該斜波信號作為對於自像素電路輸出之信號之參考信號而受控制。斜波信號可為信號值逐漸放大之信號，亦可為信號值逐漸衰減之信號。

第1電晶體M01於源極施加正側之電源電壓ADV1。可於電源電壓ADV1與第1電晶體M01之間具備將與電源之連接開關之第10電晶體M10，但可為不具備第10電晶體M10之構成。

第2電晶體M02例如為p型之MOSFET，於閘極經由開關及蓄積基於信號值之電荷之電容器等輸入來自像素電路之輸出信號。第2電晶體M02之源極與第1電晶體M01之源極連接。藉由該第2電晶體M02與第1電晶體M01，形成受理輸入信號與參考信號之輸入之差動輸入電路。

第3電晶體M03例如為p型之MOSFET，於閘極經由開關及蓄積基於信號值之電荷之電容器等輸入來自像素電路之輸出信號。第3電晶體M03之源極與第1電晶體M01及第2電晶體M02之源極連接，汲極與第2電晶體M02之汲極連接。

第4電晶體M04例如為n型之MOSFET，汲極與第1電晶體M01之汲極連接，源極與負側之電源電壓AVS連接。又，第4電晶體M04之閘極與汲極連接。電源電壓AVS作為非限定性之一例，可為將接地電壓或正側之電源電壓AVD1之符號反轉之電壓。

第5電晶體M05例如為n型之MOSFET，汲極與第2電晶體M02之汲極及第3電晶體M03之汲極連接，源極與負側之電源電壓AVS連接。又，第5電晶體之閘極與第4電晶體M04之閘極連接。

第4電晶體M04及第5電晶體M05構成電流鏡。第4電晶體M04之汲極或第5電晶體M05之汲極與比較器20之輸出端子選擇性地連接。

比較器20藉由將該電流鏡、與第1電晶體M01、及第2電晶體M02或第3電晶體M03構成之差動輸入連接，而輸出參考信號與輸入信號(像素電路輸出之信號)之比較結果。

第1開關SW01連接於第2電晶體M02之閘極與汲極之間。該第1開關SW01藉由導通，而將第2電晶體M02之閘極與汲極短路。

第2開關SW02連接於第3電晶體M03之閘極與汲極之間。該第2開關SW02藉由導通，而將第3電晶體M03之閘極與汲極短路。

第1電容器C01之一端與第2電晶體M02之閘極連接，另一端與輸入像素信號之VSL端子連接。可於第1電容器C01與VSL端子之間具備開關。

第2電容器C02之一端與第3電晶體M03之閘極連接，另一端與輸入像素信號之VSL端子連接。可於第1電容器C01與VSL端子之間具備開關。

第3開關SW03連接於第1電容器C01之另一端與正側之電源電壓ADV2之間。電源電壓ADV2可為與電源電壓ADV1相同之電壓，亦可為不同之電壓。藉由第3開關SW03導通，而可將第1電容器C01之另一端上拉至電源電壓ADV2之位準而初始化。

第4開關SW04連接於第2電容器C02之另一端與電源電壓ADV2之間。藉由第4開關SW04導通，而可將第2電容器C02之另一端上拉至電源電壓ADV2之位準而初始化。

第5開關SW05連接於第5電晶體M05之汲極與輸出端子之間。

第6開關SW06連接於第5電晶體M05之閘極(第4電晶體M04之汲極)與輸出端子之間。

藉由第5開關SW05與第6開關SW06排他性地導通，而將輸出端子、與第5電晶體M05之汲極或第4電晶體M04之汲極選擇性地連接。

第7開關SW07連接於第1電容器C01之另一端與輸入端子之間。藉由第7開關SW07導通，而將自像素電路之輸出經由第1電容器C01施加於第2電晶體M02之閘極。

第8開關SW08連接於第2電容器C02之另一端與輸入端子之間。藉由第8開關SW08導通，而將自像素電路之輸出經由第2電容器C02施加於第3電晶體M03之閘極。

說明該圖5之電路如何動作。為了便於說明，將第1電容器C01之另一端之電壓記載為VSLA1，將第1電容器C01之一端(第2電晶體M02之閘極)之電壓記載為VSLA2。同樣，將第2電容器C02之另一端之電壓記載為VSLB1，將第2電容器C02之一端(第3電晶體M03之閘極)之電壓記載為VSLB2。

比較器20於該1個電路中依次選擇性地輸出高增益之比較結果、與低增益之比較結果。比較之順序可為低增益下之重置、高增益下之重置、高增益下之比較(讀出)、低增益下之比較(讀出)。高增益之比較與低增益之比較例如以參考信號即斜波信號中之增益(信號之衰減或放大之傾斜)表示。

於在高增益之比較與低增益之比較中，例如，使用如圖4等所示之2種受光元件之情形下，可適宜切換開關而輸入。作為另一例，於為如圖2所示之像素電路之情形下，亦可藉由為各個差動輸入之第1電容器C01、第2電容器C02之電容比等，實現對於高增益之像素值之輸入、與對於低增益之像素值之輸入。

圖6係顯示圖5之電路中之控制之一例之時序圖。使用該時序圖之上部所示之數字之階段中之各個開關之狀態，說明比較器20進行何種動作。

於時序圖中，RAMP表示作為參考信號而輸入之斜波信號之值，VSL表示與斜波信號進行比較之自像素電路輸入之輸入信號之值。VSLA1、VSLA2、VSLB1及VSLB2分別如上述般。AZ1A及AZ1B分別表示用於將第2電晶體M02及第3電晶體M03初始化之控制之信號。AZFA及AZFB分別表示用於將第1電容器C01及第2電容器C02初始化之控制之信號。

(1)    第2電晶體M02初始化期間 圖7係與時序圖之(1)之期間對應之電路圖。於該時序中，根據AZ1A，第1開關SW01導通，根據AZ1B，第2開關SW02關斷，根據AZFA，第4開關SW04導通且第7開關SW07導通，根據AZFB，第3開關SW03關斷，且第8開關SW08關斷。

藉由第1開關SW01導通，而第2電晶體M02之閘極與汲極短路。藉由該路徑，將第1電容器C01之電荷藉由經由第5電晶體M05之電流與輸入信號對應地適切地蓄積。其結果，VSLA1及VSLA2隨著輸入信號VSL之轉變而如圖示般轉變。

另一方面，由於第2開關SW02及第8開關SW08關斷，故VSLB1及VSLB2不變化。

(2)    低增益對應之重置期間 圖8係與時序圖之(2)之期間對應之電路圖。於該狀態下，第1開關SW01關斷，將第2電晶體M02之閘極與汲極切斷。於該時序下，比較器20被輸入低增益之斜波信號，執行用於讀入與低增益對應之信號之重置。

雖然於時序圖中未顯示，但於該時序下，藉由第5開關SW05導通，第6開關SW06關斷，而控制重置期間中之自比較器20之輸出。

(3)    第3電晶體M03之初始化期間 圖9係與時序圖之(3)之期間對應之電路圖。於該時序下，根據AZ1A，第1開關SW01關斷，根據AZ1B，第2開關SW02導通，根據AZFA，第4開關SW04關斷且第7開關SW07關斷，根據AZFB，第3開關SW03導通，且第8開關SW08導通。

藉由第2開關SW02導通，而第3電晶體M03之閘極與汲極短路。藉由該路徑，將第2電容器C02之電荷藉由經由第5電晶體M05之電流與輸入信號對應地適切地蓄積。其結果，VSLB1及VSLB2隨著輸入信號VSL之轉變而如圖示般轉變。

另一方面，由於第1開關SW01及第7開關SW07自導通轉變為關斷，第3開關SW03自關斷轉變為導通，故VSLA1及VSLA2如時序圖所示般電位發生轉變。

(4)    高增益之重置及讀入期間 圖10係與時序圖之(4)之期間對應之電路圖。於該時序下，根據AZ1A，第1開關SW01關斷，根據AZ1B，第2開關SW02關斷，根據AZFA，第4開關SW04關斷且第7開關SW07關斷，根據AZFB，第3開關SW03導通且第8開關SW08導通。

於該期間中，首先，藉由在不輸入輸入信號之狀態下輸入與高增益對應之參考信號，而執行與高增益對應之重置。

繼而，藉由輸入參考信號及輸入信號，而經由第3電晶體M03執行與高增益對應之像素值之讀入。該讀入之信號值經由導通之第5開關SW05輸出。又，與高增益對應之像素值之讀入，為了更正確地進行亮度值之讀入，而可如時序圖所示般執行2次。

(5)    低增益之讀入期間 圖11係與時序圖之(5)之期間對應之電路圖。於該時序下，根據AZ1A，第1開關SW01關斷，根據AZ1B，第2開關SW02關斷，根據AZFA，第4開關SW04導通且第7開關SW07導通，根據AZFB，第3開關SW03關斷且第8開關SW08關斷。

於該期間中，藉由輸入與低增益對應之參考信號、及與低增益對應之自像素電路之輸出，而執行低增益下之像素值之讀入。讀入之信號值經由導通之第5開關SW05輸出。

之後，藉由重複上述之(1)至(5)之期間，而就每一像素電路(例如按照屬行之像素電路之順序)，高精度地實現高增益與低增益之像素值之讀入。

於時序圖整體中，第10電晶體M10可於適切之時序下切換導通、關斷。亦即，於進行自比較器20之輸出之期間中，藉由在對於初始化期間及輸出期間之適切之時序下，切換第10電晶體M10之導通與關斷，而可實現比較器20中之消耗電力之削減及非動作時之漏電流之抑制等。

如以上般，根據本實施形態之比較器20，可削減用於重置之開關、電容器、電晶體之配置面積，並實現對於動態範圍修正為適切之像素值之讀入。

此外，低增益、高增益係表示取得一像素值之增益與取得另一像素值之增益不同之相對用語，不限定於任何值。

例如，參考信號切換使用第1斜波信號與第2斜波信號，且該第1斜波信號用於取得以低增益即第1增益控制之像素值之第1斜波信號，該第2斜波信號用於取得以較第1增益為高之增益即第2增益控制之像素值。於上述之(2)及(5)之期間中，使用第1斜波信號執行重置及資料讀入，於(4)之期間中，使用第2斜波信號來執行重置及資料讀入。

比較器20藉由被輸入第1斜波信號，而自第5電晶體M05之汲極輸出基於第1斜波信號與輸入信號之電位差之電流。同樣，比較器20藉由被輸入第2斜波信號，而自第5電晶體M05之汲極輸出基於第2斜波信號與輸入信號之電位差之電流。

如此，比較器20可取得與增益相應之像素值，並選擇性地輸出。此外，於以下所說明之各實施形態中，亦使用同樣之用語(低增益/高增益)。

(第2實施形態) 圖12係顯示一實施形態之比較器20之電路圖。如該圖12所示，可削除用於上拉第1電容器C01及第2電容器C02之開關。又，為了使與低增益對應之輸出、及與高增益對應之輸出更明確化，而可於第2電晶體M02之汲極與第5電晶體M05之汲極之間、及第3電晶體M03之汲極與第5電晶體M05之汲極之間分別具備第9開關SW09及第10開關SW10。

第9開關SW09於第5開關SW05導通而輸出低增益之讀入值之時序、及第1開關SW01導通而進行第1電容器C01之初始化之時序下導通。

同樣，第10開關SW10於第5開關SW05導通而輸出高增益之讀入值之時序、及第2開關SW02導通而進行第2電容器C02之初始化之時序下導通。

如此，可具備如對於形成差動對之複數個輸出側之電晶體之輸出，選擇性地使電晶體成為導通的開關。

(第3實施形態) 於第1實施形態及第2實施形態中，將接收自像素電路輸出之信號之電晶體對於低增益像素信號及高增益像素信號各者配置，但不限定於此。

圖13係顯示一實施形態之比較器20之電路圖。如該圖13所示，作為形成輸入差動對之電晶體，可由接收參考信號之第1電晶體M01及接收像素信號之第2電晶體M02構成。亦即，可以1個電晶體之配置，形成在前述之實施形態中並聯地排列有2個之用於接收輸入信號之電晶體。

例如，第1電晶體M01之閘極連接於被輸入參考信號之DAC端子。第2電晶體M02與第1電晶體M01共有源極，於閘極經由電容器及開關施加來自像素電路之輸入信號。該等第1電晶體M01與第2電晶體M02形成輸入差動對。

第1開關SW01連接於第2電晶體M02之閘極與汲極間。

第1電容器C01及第2電容器C02之一端與第2電晶體M02之閘極連接。第1電容器C01經由第7開關SW07與VSL端子連接，第2電容器C02經由第8開關SW08與VSL端子連接。換言之，該等開關及電容器如圖所示般並聯地備置於VSL端子與第2電晶體M02之閘極之間。

第4電晶體與第1電晶體M01共有汲極，汲極與閘極連接，與第5電晶體M05共有閘極。第5電晶體M05與第2電晶體M02共有汲極。該等電晶體形成與輸入差動對對應之電流鏡。

於該配置中，比較器20選擇性地輸出第4電晶體之汲極或第5電晶體之汲極之電位。

針對動作，無與圖6所示之時序圖差異較大之部位。

於初始化期間中，將第1開關SW01及第7開關SW07導通。於低增益之重置期間中，將第1開關SW01導通，將第7開關SW07及第8開關SW08關斷。

於低增益之重置期間中，將第1開關SW01關斷，將第7開關SW07導通。於該狀態下，在第1電晶體M01之閘極輸入用於取得低增益之像素值之斜波信號。

於高增益之重置期間中，將第7開關SW07關斷，將第8開關SW08導通。於該狀態下，在第1電晶體M01之閘極輸入用於取得高增益之像素值之斜波信號。

於高增益之資料讀入期間中，在上述之開關狀態不變下，於第1電晶體M01之閘極輸入用於取得高增益之像素值之斜波信號，於第2電晶體M02之閘極輸入來自像素電路之以高增益取得之信號。

於低增益之資料讀入期間中，再次將第7開關SW07導通，將第8開關SW08關斷。於該狀態下在第1電晶體M01之閘極輸入用於取得低增益之像素值之斜波信號，在第2電晶體M02之閘極輸入來自像素電路之以低增益取得之信號。

如此，即便於施加輸入信號之電晶體為1個之情形下，亦可以同樣之配置，適切地取得以低增益及高增益控制之像素值。

(第4實施形態) 圖14係顯示一實施形態之比較器20之電路圖。於前述之各實施形態中，在施加輸入信號之端子與電容器之間具備開關，但該等開關可備置於電容器、與構成差動對之電晶體之閘極之間。

例如，比較器20可如圖14所示般於第2電晶體M02之閘極與第1電容器C01之間具備第11開關SW11，於第2電晶體M02之閘極與第2電容器C02之間具備第12開關SW12。

於另一實施形態中，比較器20亦可具備第11開關SW11取代第7開關SW07，具備第12開關SW12取代第8開關SW08。

(第5實施形態) 圖15係顯示一實施形態之比較器20之電路圖。本揭示之各個實施形態藉由構成差動對之第1導電型之電晶體、與構成電流鏡之第2導電型之電晶體，形成比較電路。於前述之各實施形態中，第1導電型為p型，第2導電型為n型。

於本實施形態中，如圖15所示，第1導電型為n型，第2導電型為p型。即便如上述般變更各個電晶體之導電型，只要為輸出適切之電流之形態即可。

於變更導電型之情形下，如圖所示般，正側之電源電壓、與負側之電源電壓之連接關係亦逆轉。亦即，構成差動對之輸入電晶體與負側之電源電壓連接，構成電流鏡之輸出電晶體與正側之電源電壓連接。又，於在前述之實施形態中上拉而進行重置之情形下，採用下拉而進行重置之形態來安裝。

如此，即便將導電型設為與前述之各實施形態相反之關係，亦可進行同樣之動作。

於在構成差動對之電晶體之源極與電源電壓之間具備第10電晶體M10之情形下，若將負側之電源電壓設為接地電壓，則亦實現第10電晶體M10之電壓降下量之電壓之提高。因而，應當注意輸出之信號為提高相同之電壓量之信號值。

如以上般，於本揭示之各個實施形態之比較器20中，只要構成差動對之電晶體之至少任一者例如於擷取像素信號之側具備用於將電容器等初始化之開關即可。其結果，與在兩側具備初始化開關之情形進行比較，可大幅度削減電路之規模。又，與分別具備高增益對應之比較器與低增益對應之比較器之情形進行比較，可進一步大幅度削減電路之規模。

如前述般，根據各實施形態，藉由按照低增益之重置、高增益之重置、資料讀入、低增益之資料讀入之順序取得像素值，而可適切地進行用於將增益不同之像素值進行AD轉換之比較。由此，可減小電路規模，並取得用於產生高精度之HDR圖像之像素值。

可自圖2至圖4之非限定性之例所示之像素電路，使用各實施形態中所示之比較器20取得以低增益控制之像素值、及以高增益控制之像素值，於圖1之處理部內適切地將各個像素值於例如處理部14所具備之轉換器進行AD轉換，並取得表示像素值之數位信號。藉由將該數位信號輸入至圖像處理電路，而可構成產生HDR圖像之固態攝像裝置。

於前述之各實施形態中，例如，針對圖6所示之下行方向之斜波信號進行了說明，但不限定於此。例如，使用上行方向之斜波信號，亦可實現同樣之比較。因而，於本揭示中若干個實施形態所說明之比較器20不僅用於CDS(Correlated Double Sampling：相關雙取樣)方式之讀出，亦可用於DDS(Double Delta Sampling，雙三角取樣)方式之讀出。

又，根據本揭示之比較器20，即便於具備2個讀出系統之情形下，例如於針對同一行並行取得2列份額之資料之情形下，亦可將輸出用作參考信號之斜波信號之電路設為同一電路。

圖16係顯示使用比較器20之放大電路之一例之圖。例如，放大電路30具備斜波信號輸出電路300，進而於2個系統中並聯地具備第1放大電路、第2放大電路、及第3放大電路。亦即，放大電路30具備2個系統之輸出列而構成。

如上述般，藉由使用本揭示之比較器20作為放大電路之初段即第1放大電路，而只要將斜波信號輸出電路300對於2個系統之輸出配置1個即可。

斜波信號輸出電路300於相同之時序下向第1系統之初段之比較器20、與第2個系統之初段之比較器20輸出斜波信號。

第1系統之初段之比較器20被輸入斜波信號與第1系統輸入，進行比較並進行輸出。第2個系統之初段之比較器20被輸入斜波信號與第2個系統輸入，進行比較並進行輸出。亦即，可對於1個斜波信號輸出電路，連接2個系統之放大電路。

圖17係顯示圖16中之第2放大電路302之單純之安裝之非限定性之一例之電路圖。第2放大電路302可具備電晶體M20、M21而構成。

電晶體M20例如為p型之MOSFET，於源極施加電源電壓VDD2，於閘極施加適切之偏壓電壓。

電晶體M21例如為n型之MOSFET，源極與電源電壓VSS2連接，閘極與比較器20之輸出(端子VO)連接，汲極與電晶體M20之汲極連接。

第2放大電路302之電晶體M20、M21之共有汲極與輸出端子連接。於該輸出端子，將比較器20輸出之信號基於施加於電晶體M20之閘極之閘極電壓放大、反轉並輸出。

圖18係顯示圖16中之第3放大電路304之單純之安裝之非限定性之一例之電路圖。第3放大電路304可具備電晶體M30、M31、M32、M33而構成。

電晶體M30例如為p型之MOSFET，源極與電源電壓VDD3連接，閘極與第2放大電路302之輸出連接。

電晶體M31例如為n型之MOSFET，汲極與電晶體M30之汲極連接，閘極與電晶體M30之閘極連接。

電晶體M32例如為p型之MOSFET，源極與電源電壓VDD3連接，於閘極施加適切之偏壓電壓，汲極與電晶體M30、M31之汲極連接。

電晶體M33例如為n型之MOSFET，汲極與電晶體M31之源極連接，閘極與電晶體M32之閘極連接，源極與電源電壓VSS3連接。

第3放大電路304之電晶體M31之汲極連接於輸出端子。根據該構成，第3放大電路304作為一例，藉由對第2放大電路302之輸出與偏壓輸入之「及非」(NAND)進行運算之電路，將第2放大電路302之輸出放大並輸出。

此外，圖17及圖18顯示可能為最小之構成，第2放大電路302及第3放大電路304之構成並非係限定於其等者，並非係排除進一步適宜具備使信號穩定之元件等者。

圖19係顯示圖16之電源之連接狀態之一例之圖。如該圖19所示，放大電路30可將作為第1放大電路之比較器20、第2放大電路302及第3放大電路304之電源電壓設定為相同之VDD及VSS。

藉由設為如此之電源，而可消除因低增益與高增益之間之電源電壓引起之階差。

圖20係顯示與圖19不同之電源電壓之連接狀態之一例之圖。如該圖20所示，亦可使第2放大電路302之電源電壓與比較器20一致，使第3放大電路304之電源電壓與連接於第3放大電路304之後段之計數器306之電源電壓一致。

圖21係排列有本實施形態之放大電路30所示之佈局、與比較例之佈局之圖。分別而言，符號中之A、B表示在由同一信號線連接並被處理之2條信號線各者之路徑中進行處理之電路。

如上述般，根據本實施形態，藉由在比較器20中將輸入斜波信號與像素信號之差動對設為1個，將重置電晶體僅配置於單側，而可削減比較器20之差動對之個數。因而，可實現大幅度之電路面積之削減。又，亦可於2個列共有產生斜波信號之電路。

因而，如上圖所示，可交替配置列A與列B各者中之電路。根據本實施形態，藉由如上述般，大幅度削減佈局之面積，且交替配置2個系統之處理電路，而可大幅度減小輸出之後之路徑長之差，可減小2個系統之輸出中之依存於路徑長之信號值之誤差。

另一方面，根據比較例，於各個系統中，必須要有產生斜波信號之電路，比較器20’之電路面積變大差動對之面積之大小。進而，必須要有用於產生對於輸入斜波信號之電晶體之重置電壓之電源。又，由於在上圖中可連續產生不同系統之相同之電路，故可削減於各個電路中可共有之電源等電路元件之大小之面積，但於下圖中，針對不同系統中之相同之電路亦必須分別配置，根據如此之複數個要因，與本實施形態進行比較，佈局面積大幅度擴大。

例如，圖中之高度亦對於比較例，於本實施形態中可削減，圖中之長度亦對於比較例，於本實施形態中可削減為約一半左右之大小。

即便於在比較器20之後例如串聯連接第2放大電路、第3放大電路之情形下，如圖16所示般，作為電路之佈局，亦可交替配置第1系統與第2個系統。其結果，自第3放大電路輸出之信號可減小輸出之後之路徑長差，即便於將2個系統並行輸出之情形下，亦可抑制因路徑長及寄生電容等引起之信號劣化之偏差。

(應用例) 本揭示之技術可對各種產品應用。例如，本揭示之技術可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人、建設機械、農業機械(曳引機器)等任一種類之移動體之裝置而實現。

圖22係顯示作為可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例之車輛控制系統7000之概略性構成例之方塊圖。車輛控制系統7000具備經由通信網路7010連接之複數個電子控制單元。在圖22所示之例中，車輛控制系統7000具備：驅動系統控制單元7100、車體系統控制單元7200、電池控制單元7300、車外資訊檢測單元7400、車內資訊檢測單元7500、及整合控制單元7600。連接該等複數個控制單元之通訊網路7010例如可為CAN(Controller Area Network，控制器區域網路)、LIN(Local Interconnect Network，區域互連網路)、LAN(Local Area Network，區域網路)或基於FlexRay(註冊商標)等任意規格之車載通訊網路。

各控制單元具備：依照各種程式進行運算處理之微電腦、記憶由微電腦執行之程式或用於各種運算之參數等之記憶部、及驅動各種控制對象之裝置之驅動電路。各控制單元具備用於經由通訊網路7010在與其他控制單元之間進行通訊之網路I/F，且具備用於在與車內外之裝置或感測器等之間利用有線通訊或無線通訊進行通訊之通訊I/F。於圖22中，作為整合控制單元7600之功能構成，圖示：微電腦7610、泛用通訊I/F 7620、專用通訊I/F 7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F 7660、聲音圖像輸出部7670、車載網路I/F 7680及記憶部7690。其他控制單元亦同樣地具備微電腦、通訊I/F及記憶部等。

驅動系統控制單元7100依照各種程式控制與車輛之驅動系統相關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元7100作為內燃機或驅動用馬達等用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等的控制裝置發揮功能。驅動系統控制單元7100亦可具有作為ABS(Antilock Brake System，防鎖死煞車系統)或ESC(Electronic Stability Control，電子穩定控制系統)等控制裝置之功能。

於驅動系統控制單元7100連接車輛狀態檢測部7110。於車輛狀態檢測部7110中例如包含：檢測車體之軸旋轉運動之角速度之陀螺儀感測器、檢測車輛之加速度之加速度感測器、或用於檢測加速踏板之操作量、煞車踏板之操作量、方向盤之轉向角、引擎轉數或車輛之旋轉速度等之感測器中至少一者。驅動系統控制單元7100利用自車輛狀態檢測部7110輸入之信號進行運算處理，控制內燃機、驅動用馬達、電動轉向裝置或煞車裝置等。

車體系統控制單元7200依照各種程式，控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元7200作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動車窗裝置、或頭燈、尾燈、煞車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形下，可對車體系統控制單元7200輸入自代替鑰匙之可攜式機發出之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元7200受理該等電波或信號之輸入，控制車輛之門鎖裝置、電動車窗裝置、燈等。

電池控制單元7300依照各種程式控制驅動用馬達之電力供給源即二次電池7310。例如，對電池控制單元7300自具備二次電池7310之電池裝置輸入電池溫度、電池輸出電壓或電池之剩餘電容等資訊。電池控制單元7300利用該等信號進行運算處理，進行二次電池7310之溫度調節控制或電池裝置所具備之冷卻裝置等之控制。

車外資訊檢測單元7400檢測搭載車輛控制系統7000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元7400連接攝像部7410及車外資訊檢測部7420中至少一者。於攝像部7410中包含ToF(Time Of Flight，飛行時間)相機、立體攝影機、單眼相機、紅外線相機及其他相機中至少一者。於車外資訊檢測部7420中例如包含用於檢測當前之天氣或氣象之環境感測器、或用於檢測搭載有車輛控制系統7000之車輛周圍的其他之車輛、障礙物或行人等的周圍資訊檢測感測器中至少一者。

環境感測器例如可為檢測雨天之雨滴感測器、檢測霧之霧感測器、檢測日照程度之日照感測器、及檢測降雪之雪感測器中至少一者。周圍資訊檢測感測器可為超音波感測器、雷達裝置及LIDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging，光達)裝置中至少一者。該等攝像部7410及車外資訊檢測部7420可作為分別獨立之感測器或裝置而具備，亦可作為整合有複數個感測器或裝置之裝置而具備。

此處，圖23顯示攝像部7410及車外資訊檢測部7420之設置位置之例。攝像部7910、7912、7914、7916、7918例如設置於車輛7900之前保險桿、後照鏡、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部中至少一個位置。前保險桿所具備之攝像部7910及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部7918主要取得車輛7900前方之圖像。後照鏡所具備之攝像部7912、7914主要取得車輛7900側方之圖像。後保險桿或尾門所具備之攝像部7916主要取得車輛7900後方之圖像。車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部7918主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標誌或車道線等之檢測。

此外，於圖23中顯示各個攝像部7910、7912、7914、7916之攝影範圍之一例。攝像範圍a表示設置於前保險桿之攝像部7910之攝像範圍，攝像範圍b、c表示分別設置於後照鏡之攝像部7912、7914之攝像範圍，攝像範圍d表示設置於後保險桿或尾門之攝像部7916之攝像範圍。例如，藉由重疊由攝像部7910、7912、7914、7916拍攝到之圖像資料，可獲得自上方觀察車輛7900之俯瞰圖像。

設置於車輛7900之前方、後方、側方、角隅及車廂內之擋風玻璃之上部的車外資訊檢測部7920、7922、7924、7926、7928、7930可為例如超音波感測器或雷達裝置。設置於車輛7900之車頭突部、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部的車外資訊檢測部7920、7926、7930可為例如LIDAR裝置。該等車外資訊檢測部7920～7930主要用於前方車輛、行人或障礙物等之檢測。

返回圖22繼續進行說明。車外資訊檢測單元7400使攝像部7410拍攝車外之圖像，且接收拍攝到之圖像資料。又，車外資訊檢測單元7400自連接之車外資訊檢測部7420接收檢測資訊。於車外資訊檢測部7420為超音波感測器、雷達裝置或LIDAR裝置時，車外資訊檢測單元7400發送超音波或電磁波等，且接收接收到之反射波之資訊。車外資訊檢測單元7400可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。車外資訊檢測單元7400可基於接收到之資訊，進行辨識降雨、霧或路面狀況等之環境辨識處理。車外資訊檢測單元7400可基於接收到之資訊算出與車外之物體相隔之距離。

又，車外資訊檢測單元7400可基於接收到之圖像資料進行辨識人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之圖像辨識處理或距離檢測處理。車外資訊檢測單元7400可對於接收到之圖像資料進行變形修正或對位等處理，且合成由不同之攝像部7410拍攝到之圖像資料，而產生俯瞰圖像或全景圖像。車外資訊檢測單元7400可利用由不同之攝像部7410拍攝到之圖像資料進行視點轉換處理。

車內資訊檢測單元7500檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元7500例如連接有檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部7510。駕駛者狀態檢測部7510可包含拍攝駕駛者之相機、檢測駕駛者之生物體資訊之生物體感測器或對車廂內之聲音進行集音之麥克風等。生物體感測器例如設置於座面或方向盤等，檢測坐於坐席之乘客或握著方向盤之駕駛者之生物體資訊。車內資訊檢測單元7500基於自駕駛者狀態檢測部7510輸入之檢測資訊，可算出駕駛者之疲勞度或注意力集中度，亦可判別駕駛者是否打瞌睡。車內資訊檢測單元7500可對所集音之聲音信號進行消除雜訊處理等處理。

整合控制單元7600依照各種程式控制車輛控制系統7000內之所有動作。於整合控制單元7600連接輸入部7800。輸入部7800例如可藉由觸控面板、按鈕、麥克風、開關或控制桿等可由乘客進行輸入操作之裝置實現。可對整合控制單元7600輸入藉由對由麥克風輸入之聲音進行聲音辨識而獲得之資料。輸入部7800例如可為利用紅外線或其他之電波之遙控裝置，亦可為與車輛控制系統7000之操作對應之行動電話或PDA(Personal Digital Assistant，個人數位助理)等外部連接機器輸入部7800可為例如相機，此時，乘客可利用手勢輸入資訊。或，可輸入藉由檢測乘客佩戴之穿戴式裝置之移動而獲得之資料。進而，輸入部7800例如可包含基於利用上述之輸入部7800由乘客等輸入之資訊產生輸入信號並對整合控制單元7600輸出的輸入控制電路等。乘客等藉由操作該輸入部7800而對車輛控制系統7000輸入各種資料或指示處理動作。

記憶部7690可包含：記憶由微電腦執行之各種程式之ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、以及記憶各種參數、運算結果或感測器值等之RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)。又，記憶部7690可由HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等磁性記憶裝置、半導體記憶裝置、光記憶裝置或磁光記憶裝置等實現。

泛用通訊I/F 7620係中介與存在於外部環境7750之各種機器之間之通訊的泛用性通訊I/F。泛用通訊I/F 7620可安裝GSM(註冊商標)(Global System of Mobile communications，全球行動通訊系統)、WiMAX(註冊商標)、LTE(註冊商標)(Long Term Evolution，長期演進技術)或LTE-A(LTE-Advanced，進階長期演進技術)等蜂巢通訊協定、或無線LAN(亦稱為Wi-Fi(註冊商標))等其他之無線通訊協定。泛用通訊I/F 7620例如可經由基地台或存取點對存在於外部網路(例如，網際網路、雲端網路或公司固有網路)上之機器(例如應用伺服器或控制伺服器)連接。又，泛用通訊I/F 7620可利用例如P2P(Peer To Peer，點對點)技術與存在於車輛之附近之終端(例如駕駛者、行人或店鋪之終端、或MTC(Machine Type Communication，機器型通訊)終端)連接。

專用通訊I/F 7630係支持出於車輛之使用之目的而制定之通訊協定之通訊I/F。專用通訊I/F 7630例如可安裝下位層之IEEE802.11p與上位層之IEEE1609之組合即WAVE(Wireless Access in Vehicle Environment，車輛環境中的無線存取)、DSRC(Dedicated Short Range Communications，專用短距通訊)、或蜂巢通訊協定等標準協定。專用通訊I/F 7630典型而言，執行包含車輛與車輛之間(Vehicle to Vehicle)通訊、車輛與基礎設施之間(Vehicle to Infrastructure)通訊、車輛與家之間(Vehicle to Home)之通訊、及車輛與行人之間(Vehicle to Pedestrian)通訊中一個以上之概念之V2X通訊。

測位部7640例如接收來自GNSS(Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統)衛星之GNSS信號(例如來自GPS(Global Positioning System，全球定位系統)衛星之GPS信號)而執行測位，產生包含車輛之緯度、經度及高度之位置資訊。此外，測位部7640可藉由與無線存取點交換信號而特定當前位置，或可自具有測位功能之行動電話、PHS或智慧型手機等終端取得位置資訊。

信標接收部7650例如接收自設置於道路上之無線基地台等發送之電波或電磁波，而取得當前位置、交通擁堵、禁止通行或所需時間等資訊。此外，信標接收部7650之功能可包含於上述之專用通訊I/F 7630。

車內機器I/F 7660係中介微電腦7610與存在於車內之各種車內機器7760之間之連接之通訊介面。車內機器I/F 7660可利用無線LAN、藍芽(註冊商標)、NFC(Near Field Communication，近場通訊)或WUSB(Wireless USB，無線USB)等無線通訊協定確立無線連接。又，車內機器I/F 7660可經由未圖示之連接端子(及若有必要的話可經由纜線)確立USB(Universal Serial Bus，通用串列匯流排)、HDMI(註冊商標)(High-Definition Multimedia Interface，高解析度多媒體介面)、或MHL(Mobile High-definition Link，行動高解析度鏈接)等有線連接。車內機器7760例如可包含乘客具有之移動機器或穿戴式機器、或被搬入或安裝於車輛之資訊機器中至少一者。又，車內機器7760可包含進行探索至任意目的地之路徑之導航裝置。車內機器I/F 7660在與該等車內機器7760之間交換控制信號或資料信號。

車載網路I/F 7680係中介微電腦7610與通訊網路7010之間之通訊之介面。車載網路I/F 7680依照由通訊網路7010支持之特定之協定收發信號等。

整合控制單元7600之微電腦7610基於經由泛用通訊I/F 7620、專用通訊I/F 7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F 7660及車載網路I/F 7680中至少一者取得之資訊，依照各種程式控制車輛控制系統7000。例如，微電腦7610可基於所取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，而對驅動系統控制單元7100輸出控制指令。例如，微電腦7610可進行以實現包含車輛之避免碰撞或緩和衝擊、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。又，微電腦7610藉由基於由取得之車輛周圍之資訊而控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而可進行以不依賴駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。

微電腦7610可基於經由泛用通訊I/F 7620、專用通訊I/F 7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F 7660及車載網路I/F 7680中至少一者取得之資訊取得之資訊，產生車輛與周邊之構造物或人物等物體之間之三維距離資訊，而製作包含車輛之當前位置之周邊資訊之局部地圖資訊。又，微電腦7610可基於所取得之資訊預測車輛之碰撞、行人等之靠近或朝禁止通行之道路之進入等危險，而產生警告用信號。警告用信號例如可為用於產生警告音或使警告燈點亮之信號。

聲音圖像輸出部7670向可針對車輛之乘客或車外以視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中至少一者之輸出信號。在圖22之例中，作為輸出裝置，例示有音訊揚聲器7710、顯示部7720及儀表板7730。顯示部7720例如可包含車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。顯示部7720可具有AR(Augmented Reality，強化實境)顯示功能。輸出裝置可為該等裝置以外之頭戴耳機、乘客佩戴之眼鏡型顯示器等穿戴式裝置、投影機或燈等其他裝置。於輸出裝置為顯示裝置之情形下，顯示裝置以文字、圖像、表、圖等各種形式以視覺顯示藉由微電腦7610進行之各種處理獲得之結果或自其他之控制單元接收到之資訊。又，於輸出裝置為聲音輸出裝置之情形下，聲音輸出裝置將包含所播放之聲音資料或音響資料等之音訊信號轉換為類比信號並以聽覺輸出。

此外，於圖22所示之例中，經由通訊網路7010連接之至少二個控制單元可作為一個控制單元被一體化。或，各個控制單元可由複數個控制單元構成。進而，車輛控制系統7000可具備未圖示之其他控制單元。又，於上述之說明中，可使其他控制單元具有任一控制單元擔負之功能之一部分或全部。即，若經由通訊網路7010進行資訊之收發，則特定之運算處理可由任一控制單元進行。同樣地，可行的是，連接於任一控制單元之感測器或裝置連接於其他控制單元，且複數個控制單元經由通訊網路7010相互收發檢測資訊。

此外，能夠將用於實現使用圖1至圖21所說明之本實施形態之處理電路之各功能之電腦程式安裝於任一控制單元等。又，亦能夠提供一種儲存有如此電腦程式之以電腦可讀取之記錄媒體。記錄媒體例如為磁碟、光碟、光磁碟、快閃記憶體等。又，上述之電腦程式可經由例如網路傳送而不使用記錄媒體。

於以上所說明之車輛控制系統7000中，使用圖1至圖21所說明之實施形態之固態攝像裝置1可應用於圖22所示之應用例之攝像部7410、車外資訊檢測部7420或駕駛者狀態檢測部7510之至少一部分。

前述之實施形態可採用如以下之形態。

(1) 一種比較器，其包含： 第1電晶體，其於閘極被輸入參考信號； 第2電晶體，其源極與前述第1電晶體之源極連接； 第3電晶體，其源極與前述第1電晶體之源極連接，汲極與前述第2電晶體之汲極連接； 第1開關，其連接於前述第2電晶體之閘極與汲極之間； 第2開關，其連接於前述第3電晶體之閘極與汲極之間； 第1電容器，其第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與輸入信號端子連接； 第2電容器，其第1端與前述第3電晶體之閘極連接，第2端與前述輸入信號端子連接； 第4電晶體，其汲極與前述第1電晶體之汲極連接，閘極與汲極連接；及 第5電晶體，其汲極與前述第2電晶體之汲極及前述第3電晶體之汲極連接，閘極與前述第4電晶體之閘極與連接；且 將前述第4電晶體之汲極、或前述第5電晶體之汲極之電位選擇性地與輸出端子連接。

(2) 如(1)之比較器，其進一步包含： 第3開關，其連接於前述第1電容器之第2端與電源電壓之間；及 第4開關，其連接於前述第2電容器之第2端與前述電源電壓之間。

(3) 如(1)或(2)之比較器，其進一步包含： 第5開關，其連接於前述第5電晶體之汲極與前述輸出端子之間；及 第6開關，其連接於前述第5電晶體之閘極與前述輸出端子之間；且 前述第5開關及前述第6開關排他性地導通。

(4) 如(1)至(3)中任一項之比較器，其進一步包含： 第7開關，其連接於前述第1電容器之第2端、與前述輸入信號端子之間；及 第8開關，其連接於前述第2電容器之第2端、與前述輸入信號端子之間。

(5) 如(1)至(4)中任一項之比較器，其中前述第1電晶體、前述第2電晶體及前述第3電晶體係第1導電型之MOSFET；且 前述第4電晶體及前述第5電晶體係與前述第1導電型不同之第2導電型之MOSFET。

(6) 如(5)之比較器，其中前述第1導電型為p型，前述第2導電型為n型。

(7) 如(6)之比較器，其中前述第1電晶體之源極、前述第2電晶體之源極及前述第3電晶體之源極連接於正側之電源電壓；且 前述第4電晶體之源極及前述第5電晶體之源極連接於負側之電源電壓

(8) 如(5)之比較器，其中前述第1導電型為n型，前述第2導電型為p型。

(9) 如(8)之比較器，其中前述第1電晶體之源極、前述第2電晶體之源極及前述第3電晶體之源極連接於負側之電源電壓；且 前述第4電晶體之源極及前述第5電晶體之源極連接於正側之電源電壓。

(10) 如(1)至(9)中任一項之比較器，其進一步包含： 第9開關，其連接於前述第2電晶體之汲極、與前述第5電晶體之汲極之間；及 第10開關，其連接於前述第3電晶體之汲極、與前述第5電晶體之汲極之間。

(11) 如(1)至(10)中任一項之比較器，其中前述參考信號係切換第1斜波信號與第2斜波信號之信號，且該第1斜波信號取得以第1增益控制之像素值，該第2斜波信號取得以較前述第1增益為高之第2增益控制之像素值；且 前述第2電晶體與前述第1電晶體形成差動對，輸出基於前述第1斜波信號、與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流； 前述第3電晶體與前述第1電晶體形成差動對，輸出基於前述第2斜波信號、與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流。

(12) 一種比較器，其包含： 第1電晶體，其於閘極被輸入參考信號； 第2電晶體，其源極與前述第1電晶體之源極連接； 第1開關，其連接於前述第2電晶體之閘極與汲極之間； 第1電容器，其第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與輸入信號端子連接； 第2電容器，其第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與前述輸入信號端子連接，且與前述第1電容器並聯地備置； 第4電晶體，其汲極與前述第1電晶體之汲極連接，閘極與汲極連接；及 第5電晶體，其汲極與前述第2電晶體之汲極連接，閘極與前述第4電晶體之閘極連接；且 將前述第4電晶體之汲極、或前述第5電晶體之汲極之電位選擇性地與輸出端子連接。

(13) 如(12)之比較器，其進一步包含： 第7開關，其連接於前述第1電容器與前述輸入信號端子之間；及 第8開關，其連接於前述第2電容器與前述輸入信號端子之間。

(14) 如(12)之比較器，其進一步包含： 第11開關，其備置於前述第1電容器與前述第2電晶體之閘極之間；及 第12開關，其備置於前述第2電容器與前述第2電晶體之閘極之間。

(15) 如(12)至(14)中任一項之比較器，其中前述參考信號係切換第1斜波信號與第2斜波信號之信號，且該第1斜波信號取得以第1增益控制之像素值，該第2斜波信號取得以較前述第1增益為高之第2增益控制之像素值；且 前述第2電晶體與前述第1電晶體形成差動對，選擇性地輸出基於前述第1斜波信號與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流、或基於前述第2斜波信號與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流。

(16) 一種放大電路，其包含： 斜波信號輸出電路，其產生參考信號；且 於進行2個系統之處理之第1路徑及第2路徑中包含： 第1路徑之第1放大電路，其包含(1)至(15)之比較器，且連接於前述斜波信號輸出電路； 第2路徑之第1放大電路，其包含(1)至(15)之比較器，且連接於前述斜波信號輸出電路，與前述第1路徑之第1放大電路相鄰地配置； 第1路徑之第2放大電路，其連接於前述第1路徑之第1放大電路，與前述第2路徑之第1放大電路相鄰地配置； 第2路徑之第2放大電路，其連接於前述第2路徑之第1放大電路，與前述第1路徑之第2放大電路相鄰地配置； 第1路徑之第3放大電路，其連接於前述第1路徑之第2放大電路，與前述第2路徑之第2放大電路相鄰地配置；及 第2路徑之第3放大電路，其連接於前述第2路徑之第2放大電路，與前述第1路徑之第3放大電路相鄰地配置。

(17) 一種固態攝像裝置，其包含： 受光元件； 像素電路，其在基於來自控制電路之控制信號之時序下輸出自前述受光元件輸出之信號； (11)之比較器，自前述像素電路輸出之信號輸入至其輸入信號端子；及 轉換器，其使用自前述比較器輸出之基於前述第1斜波信號之差動放大信號、及基於前述第2斜波信號之差動放大信號，將自前述像素電路輸出之類比信號轉換為數位信號。

(18) 如(17)之固態攝像裝置，其進一步包含圖像處理電路，該圖像處理電路基於自前述轉換器輸出之信號，產生HDR(High Dynamic Range，高動態範圍)圖像。

(19) 一種固態攝像裝置，其包含： 受光元件； 像素電路，其在基於來自控制電路之控制信號之時序下輸出自前述受光元件輸出之信號； (15)之比較器，其將自前述像素電路輸出之信號輸入至輸入信號端子；及 轉換器，其使用自前述比較器輸出之基於前述第1斜波信號之差動放大信號、及基於前述第2斜波信號之差動放大信號，將自前述像素電路輸出之類比信號轉換為數位信號。

(20) 如(19)之固態攝像裝置，其進一步包含圖像處理電路，該圖像處理電路基於自前述轉換器輸出之信號，產生HDR(High Dynamic Range，高動態範圍)圖像。

本揭示之態樣並非係限定於前述之實施形態者，亦包含可想到之各種變化，本揭示之效果亦並非係限定於前述之內容者。各實施形態中之構成要素可適切地組合而應用。亦即，於不脫離自申請專利範圍所規定之內容及其均等物導出之本揭示之概念性思想與旨趣之範圍內，可進行各種追加、變更及局部削除。

1:固態攝像裝置 10:像素陣列 11:控制部 12:垂直驅動部 13:水平驅動部 14:處理部 15:圖像處理部 20:比較器 30:放大電路 100:像素電路 102,104,108,118:傳送電晶體 106:重置電晶體 110:電容器 112:放大電晶體 114:選擇電晶體 120:水平信號線 130,132:垂直信號線 300:斜波信號輸出電路 302:第2放大電路 304:第3放大電路 306:計數器 7000:車輛控制系統 7010:通訊網絡 7100:驅動系統控制單元 7110:車輛狀態檢測部 7200:車體系統控制單元 7300:電池控制單元 7310:二次電池 7400:車外資訊檢測單元 7410,7910,7912,7914,7916,7918:攝像部 7420:車外資訊檢測部 7500:車內資訊檢測單元 7510:駕駛者狀態檢測部 7600:整合控制單元 7610:微電腦 7620:泛用通訊I/F 7630:專用通訊I/F 7640:測位部 7650:信標接收部 7660:車內機器I/F 7670:聲音圖像輸出部 7680:車載網絡I/F 7690:記憶部 7710:音訊揚聲器 7720:顯示部 7730:儀表板 7750:外部環境 7760:車內機器 7800:輸入部 7900:車輛 7920,7922,7924,7926,7928,7930:車外資訊檢測部 ADV1,ADV2,AVS,VDD2,VDD3,VSS,VSS2,VSS3:電源電壓 AZ1A,AZ1B,AZFA,AZFB:信號 a,b,c,d:攝像範圍 C01:第1電容器 C02:第2電容器 DAC:數位類比轉換器 FCG,FDG,TGL:電壓/驅動信號 M01:第1電晶體 M02:第2電晶體 M03:第3電晶體 M04:第4電晶體 M05:第5電晶體 M10:第10電晶體 M20,M21,M30,M31,M32,M33:電晶體 P,P1,P2:受光元件 RAMP:斜波信號之值 RST:驅動信號 SW01:第1開關 SW02:第2開關 SW03:第3開關 SW04:第4開關 SW05:第5開關 SW06:第6開關 SW07:第7開關 SW08:第8開關 SW11:第11開關 SW12:第12開關 TGS:驅動信號 VDD:電源/電壓 VO:端子 VSL:輸入信號 VSLA1,VSLA2,VSLB1,VSLB2:電壓

圖1係顯示一實施形態之固態攝像裝置之一例之圖。 圖2係顯示一實施形態之像素電路之一例之圖。 圖3係顯示一實施形態之像素電路之一例之圖。 圖4係顯示一實施形態之像素電路之一例之圖。 圖5係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖6係顯示一實施形態之比較器之時序圖之一例之圖。 圖7係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖8係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖9係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖10係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖11係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖12係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖13係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖14係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖15係顯示一實施形態之比較器之一例之圖。 圖16係顯示一實施形態之放大電路之一例之圖。 圖17係顯示一實施形態之放大電路之一例之圖。 圖18係顯示一實施形態之放大電路之一例之圖。 圖19係顯示一實施形態之放大電路之一例之圖。 圖20係顯示一實施形態之放大電路之一例之圖。 圖21係顯示一實施形態之放大電路之一例之圖。 圖22係顯示車輛控制系統之概略性構成之一例之方塊圖。 圖23係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。

1:固態攝像裝置

10:像素陣列

11:控制部

12:垂直驅動部

13:水平驅動部

14:處理部

15:圖像處理部

120:水平信號線

130,132:垂直信號線

Claims (20)

1. 一種比較器，其包含： 第1電晶體，其於閘極被輸入參考信號； 第2電晶體，其源極與前述第1電晶體之源極連接； 第3電晶體，其源極與前述第1電晶體之源極連接，汲極與前述第2電晶體之汲極連接； 第1開關，其連接於前述第2電晶體之閘極與汲極之間； 第2開關，其連接於前述第3電晶體之閘極與汲極之間； 第1電容器，其第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與輸入信號端子連接； 第2電容器，其第1端與前述第3電晶體之閘極連接，第2端與前述輸入信號端子連接； 第4電晶體，其汲極與前述第1電晶體之汲極連接，閘極與汲極連接；及 第5電晶體，其汲極與前述第2電晶體之汲極及前述第3電晶體之汲極連接，閘極與前述第4電晶體之閘極與連接；且 將前述第4電晶體之汲極、或前述第5電晶體之汲極之電位選擇性地與輸出端子連接。
2. 如請求項1之比較器，其進一步包含： 第3開關，其連接於前述第1電容器之第2端與電源電壓之間；及 第4開關，其連接於前述第2電容器之第2端與前述電源電壓之間。
3. 如請求項1之比較器，其進一步包含： 第5開關，其連接於前述第5電晶體之汲極與前述輸出端子之間；及 第6開關，其連接於前述第5電晶體之閘極與前述輸出端子之間；且 前述第5開關及前述第6開關排他性地導通。
4. 如請求項1之比較器，其進一步包含： 第7開關，其連接於前述第1電容器之第2端、與前述輸入信號端子之間；及 第8開關，其連接於前述第2電容器之第2端、與前述輸入信號端子之間。
5. 如請求項1之比較器，其中前述第1電晶體、前述第2電晶體及前述第3電晶體係第1導電型之MOSFET；且 前述第4電晶體及前述第5電晶體係與前述第1導電型不同之第2導電型之MOSFET。
6. 如請求項5之比較器，其中前述第1導電型為p型，前述第2導電型為n型。
7. 如請求項6之比較器，其中前述第1電晶體之源極、前述第2電晶體之源極及前述第3電晶體之源極連接於正側之電源電壓；且 前述第4電晶體之源極及前述第5電晶體之源極連接於負側之電源電壓。
8. 如請求項5之比較器，其中前述第1導電型為n型，前述第2導電型為p型。
9. 如請求項8之比較器，其中前述第1電晶體之源極、前述第2電晶體之源極及前述第3電晶體之源極連接於負側之電源電壓；且 前述第4電晶體之源極及前述第5電晶體之源極連接於正側之電源電壓。
10. 如請求項1之比較器，其進一步包含： 第9開關，其連接於前述第2電晶體之汲極、與前述第5電晶體之汲極之間；及 第10開關，其連接於前述第3電晶體之汲極、與前述第5電晶體之汲極之間。
11. 如請求項1之比較器，其中前述參考信號係切換第1斜波信號與第2斜波信號之信號，且該第1斜波信號取得以第1增益控制之像素值，該第2斜波信號取得以較前述第1增益為高之第2增益控制之像素值；且 前述第2電晶體與前述第1電晶體形成差動對，輸出基於前述第1斜波信號、與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流； 前述第3電晶體與前述第1電晶體形成差動對，輸出基於前述第2斜波信號、與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流。
12. 一種比較器，其包含： 第1電晶體，其於閘極被輸入參考信號； 第2電晶體，其源極與前述第1電晶體之源極連接； 第1開關，其連接於前述第2電晶體之閘極與汲極之間； 第1電容器，其第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與輸入信號端子連接; 第2電容器，其第1端與前述第2電晶體之閘極連接，第2端與前述輸入信號端子連接，且與前述第1電容器並聯地備置； 第4電晶體，其汲極與前述第1電晶體之汲極連接，閘極與汲極連接；及 第5電晶體，其汲極與前述第2電晶體之汲極連接，閘極與前述第4電晶體之閘極連接；且 將前述第4電晶體之汲極、或前述第5電晶體之汲極之電位選擇性地與輸出端子連接。
13. 如請求項12之比較器，其進一步包含： 第7開關，其連接於前述第1電容器與前述輸入信號端子之間；及 第8開關，其連接於前述第2電容器與前述輸入信號端子之間。
14. 如請求項12之比較器，其進一步包含： 第11開關，其備置於前述第1電容器與前述第2電晶體之閘極之間；及 第12開關，其備置於前述第2電容器與前述第2電晶體之閘極之間。
15. 如請求項12之比較器，其中前述參考信號係切換第1斜波信號與第2斜波信號之信號，且該第1斜波信號取得以第1增益控制之像素值，該第2斜波信號取得以較前述第1增益為高之第2增益控制之像素值；且 前述第2電晶體與前述第1電晶體形成差動對，選擇性地輸出基於前述第1斜波信號與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流、或基於前述第2斜波信號與施加於前述輸入信號端子之電壓之電流。
16. 一種放大電路，其包含： 斜波信號輸出電路，其產生參考信號；且 於進行2個系統之處理之第1路徑及第2路徑中包含： 第1路徑之第1放大電路，其包含如請求項1之比較器，且連接於前述斜波信號輸出電路； 第2路徑之第1放大電路，其包含如請求項1之比較器，且連接於前述斜波信號輸出電路，與前述第1路徑之第1放大電路相鄰地配置； 第1路徑之第2放大電路，其連接於前述第1路徑之第1放大電路，與前述第2路徑之第1放大電路相鄰地配置； 第2路徑之第2放大電路，其連接於前述第2路徑之第1放大電路，與前述第1路徑之第2放大電路相鄰地配置； 第1路徑之第3放大電路，其連接於前述第1路徑之第2放大電路，與前述第2路徑之第2放大電路相鄰地配置；及 第2路徑之第3放大電路，其連接於前述第2路徑之第2放大電路，與前述第1路徑之第3放大電路相鄰地配置。
17. 一種固態攝像裝置，其包含： 受光元件； 像素電路，其在基於來自控制電路之控制信號之時序下輸出自前述受光元件輸出之信號； 如請求項11之比較器，自前述像素電路輸出之信號輸入至其輸入信號端子；及 轉換器，其使用自前述比較器輸出之基於前述第1斜波信號之差動放大信號、及基於前述第2斜波信號之差動放大信號，將自前述像素電路輸出之類比信號轉換為數位信號。
18. 如請求項17之固態攝像裝置，其進一步包含圖像處理電路，該圖像處理電路基於自前述轉換器輸出之信號，產生HDR(High Dynamic Range，高動態範圍)圖像。
19. 一種固態攝像裝置，其包含： 受光元件； 像素電路，其在基於來自控制電路之控制信號之時序下輸出自前述受光元件輸出之信號； 如請求項15之比較器，其將自前述像素電路輸出之信號輸入至輸入信號端子；及 轉換器，其使用自前述比較器輸出之基於前述第1斜波信號之差動放大信號、及基於前述第2斜波信號之差動放大信號，將自前述像素電路輸出之類比信號轉換為數位信號。
20. 如請求項19之固態攝像裝置，其進一步包含圖像處理電路，該圖像處理電路基於自前述轉換器輸出之信號，產生HDR(High Dynamic Range，高動態範圍)圖像。