攝像裝置的制作方法

本發明涉及攝像裝置。

背景技術：
作為使用了現有技術的AD轉換方法的攝像裝置，已知有在日本特開2006-340044號公報中記載的結構。首先，對日本特開2006-340044號公報中記載的攝像裝置的結構和動作進行說明。圖14示出了在日本特開2006-340044號公報中記載的使用了現有技術的AD轉換方法的（C）MOS攝像裝置的概略結構。攝像裝置1001由攝像部1002、垂直選擇部1012、讀出電流源部1005、模擬部1006、縱列處理部1015、參照信號生成部1016、水平選擇部1014、輸出部1017、變更部1018以及定時控制部1020構成。定時控制部1020控制垂直選擇部1012、讀出電流源部1005、模擬部1006、縱列處理部1015、參照信號生成部1016、水平選擇部1014以及輸出部1017等各部。將具有光電轉換元件的單位像素1003配置成矩陣狀，從而構成了攝像部1002，攝像部1002生成與所入射的電磁波的大小對應的像素信號，并向按照每列設置的垂直信號線1013輸出。在驅動攝像部1002的各單位像素1003時，垂直選擇部1012經由行控制線1011進行攝像部1002的行尋址或行掃描的控制。水平選擇部1014進行縱列處理部1015的列AD轉換部1030的列尋址和列掃描的控制。讀出電流源部1005是用于將來自攝像部1002的像素信號作為電壓信號讀出的電流源。模擬部1006根據需要實施放大等。縱列處理部1015具有變更部1018和按照攝像部1002的每列設置的列AD轉換部1030。通過接通（ON）（激活）變更部1018，使提供規定電壓的電壓源短路。列AD轉換部1030將作為從攝像部1002的各單位像素1003按照每列輸出的像素信號的模擬信號轉換為數字數據并輸出。參照信號生成部1016例如由積分電路或DAC電路構成，生成隨著時間經過電平呈傾斜狀變化的參照信號Ramp。接著，對列AD轉換部1030的結構進行說明。圖15示出包含列AD轉換部1030的縱列處理部1015的結構。列AD轉換部1030全部為同樣的構成，各個列AD轉換部1030是具有比較部1031、計測部1032的結構。比較部1031是以通常眾所周知的差分放大器為基本結構的比較器電路。比較部1031將從攝像部1002的單位像素1003輸出的像素信號與參照信號Ramp進行比較，例如當參照信號Ramp比像素信號大時輸出高電平，例如當參照信號Ramp比像素信號小時輸出低電平。計測部1032由可逆計數器電路構成，計測從比較部1031開始進行比較起到比較結束為止的比較時間。由此，得到與像素信號的大小對應的比較時間的計測值。水平選擇部1014由移位寄存器或解碼器等構成，進行縱列處理部1015中的各列AD轉換部1030的列尋址和列掃描的控制。由此，被AD轉換后的數字數據依次經由水平信號線輸出到輸出部1017。在進行了構成比較部1031的差分放大器的兩個輸入端的電壓的復位（平衡）之后，開始比較部1031的比較動作。由于在復位動作之后，在構成比較部1031的差分放大器的兩個輸入端的電壓中殘留一些偏差，由此，會出現比較部1031的輸出沒有反轉、或者在輸入參照信號Ramp后比較部1031的輸出馬上反轉這樣的不良情況，為了防止這樣的不良情況的發生，在攝像裝置1001中設置有變更部1018。變更部1018構成為開關元件，對全部列的比較部1031提供來自電源VDD的電壓。接著，對AD轉換動作進行說明。雖然對單位像素1003的具體的動作省略說明，但是，從單位像素1003輸出復位電平和信號電平作為像素信號。首先，在來自單位像素1003的復位電平的讀出穩定后，進行構成比較部1031的差分放大器的兩個輸入端的電壓的復位（平衡）。接著，通過變更部1018向被提供了參照信號Ramp的輸入端施加規定電壓。然后，比較部1031將該規定電壓作為比較開始的電壓，進行參照信號Ramp與像素信號的比較。計測部1032以向下計數模式實施計測，比較結束時刻的計測值成為復位電平的數字數據。接著，當讀出來自單位像素1003的信號電平時，不進行比較部1031中的復位動作和變更部1018的變更動作。在對來自單位像素1003的信號電平的讀出穩定后，比較部1031將上述規定電壓作為比較開始的電壓，進行參照信號Ramp與像素信號的比較。計測部1032以向上計數模式實施計測，比較結束時刻的計測部1032的計測值成為信號分量（從信號電平中減去復位電平后得到的信號）的數字數據。如以上那樣，可以對像素信號進行AD轉換。此外，在復位動作后，即便在構成比較部1031的差分放大器的兩個輸入端的電壓中殘留一些偏差，也能夠通過變更部1018向被提供了參照信號Ramp的輸入端施加規定電壓。其結果是，被提供了參照信號Ramp的輸入端的電壓變得比被提供了像素信號的輸入端的電壓高。因此，能夠在比較動作中可靠地使比較部1031的輸出反轉。然而，在上述以往的攝像裝置中存在因直接變更差分放大器的輸入端的電壓的結構而引起的問題。以下，詳細地說明該問題。在直接變更差分放大器的輸入端的電壓的情況下，存在以下問題。復位后的差分放大器的兩個輸入端的電壓并不與復位電壓VRST完全一致，而是成為包含由晶體管的閾值等引起的復位偏差ΔVRST的電壓。通常考慮如下情況：雖然在攝像裝置的相鄰的列之間制造條件的偏差程度相同，但在攝像裝置的全部列之間制造條件的偏差變大，復位偏差ΔVRST為100[mV]左右。即，與經由電容元件等變更差分放大器的輸入端的電壓的情況不同，在直接變更差分放大器的輸入端的電壓的情況下，需要變更成包含了該復位偏差ΔVRST的電壓。由于額外需要與攝像裝置的全部列之間的復位偏差ΔVRST對應的比較時間，因而其結果是，比較時間變長，難以實現AD轉換的高速化。

技術實現要素：
本發明正是鑒于上述課題而完成的，其目的在于，提供一種能夠可靠地進行參照信號與像素信號的比較動作，并能夠更高速地進行AD轉換的攝像裝置。根據本發明的第1方式，攝像裝置具有：攝像部，在該攝像部中，具有光電轉換元件的單位像素被配置成矩陣狀，從所述單位像素輸出像素信號；參照信號生成部，其生成隨著時間的經過而增大或者減小的參照信號；比較部，其具有與所述單位像素電連接的第1輸入端和經由第1電容元件與所述參照信號生成部電連接的第2輸入端，并具有將所述第1輸入端和所述第2輸入端的電壓進行比較的差分放大器部、以及對所述第1輸入端和所述第2輸入端的電壓進行復位的復位部；計測部，其計測從所述比較部的比較開始起到比較結束為止的比較時間；以及變更部，其在所述比較部的復位動作后，變更所述第2輸入端的電壓，使得所述第1輸入端與所述第2輸入端之間的電壓差成為保證所述比較部的比較動作的電壓。所述變更部具有第2電容元件和開關元件，所述第2電容元件的一端與所述第2輸入端連接，通過所述開關元件，在進行所述復位部的復位動作時，所述第2電容元件的另一端與第1電壓源連接，在所述復位部的復位動作結束后，所述第2電容元件的另一端與不同于所述第1電壓源的第2電壓源連接。此外，根據本發明的第2方式，在第1方式的攝像裝置中，所述第1電壓源是地或者電源，所述第2電壓源是所述參照信號。此外，根據本發明的第3方式，在第1和第2方式的攝像裝置中，所述參照信號生成部包含第3電容元件和恒流源，在將所述第3電容元件的一端的電壓設定為第3電壓源的電壓后，對所述第3電壓源的電壓加上或者減去基于所述恒流源產生的電流的電壓，由此生成基于所述第3電容元件的一端的電壓的所述參照信號。根據本發明，通過開關元件，在復位部的復位動作時，變更部具有的第2電容元件的另一端與第1電壓源連接，在復位部的復位動作結束后，變更部具有的第2電容元件的另一端與不同于第1電壓源的第2電壓源連接。由此，能夠可靠地進行參照信號與像素信號的比較動作，能夠更高速地進行AD轉換。附圖說明圖1是示出本發明的第1實施方式的攝像裝置的結構的框圖。圖2是示出本發明的第1實施方式的攝像裝置具有的縱列處理部的結構的框圖。圖3是示出本發明的第1實施方式的攝像裝置具有的參照信號生成部的結構的框圖。圖4是示出本發明的第1實施方式的攝像裝置具有的參照信號生成部的動作的時序圖。圖5是示出本發明的第1實施方式的攝像裝置具有的比較部和變更部的結構以及比較部的輸入端中的電壓變化的圖。圖6是示出本發明的第2實施方式的攝像裝置具有的比較部和變更部的結構以及比較部的輸入端中的電壓變化的圖。圖7是示出本發明的第3實施方式的攝像裝置的結構的框圖。圖8是示出本發明的第3實施方式的攝像裝置具有的模擬部的結構的電路圖。圖9是示出本發明的第4實施方式的攝像裝置的結構的框圖。圖10是示出本發明的第4實施方式的攝像裝置具有的比較部和變更部的結構以及比較部的輸入端中的電壓變化的圖。圖11是用于說明本發明的第4實施方式的攝像裝置具有的比較部的輸入端中的電壓變化的圖。圖12是示出本發明的第5實施方式的攝像裝置的結構的框圖。圖13是示出本發明的第5實施方式的攝像裝置具有的比較部和變更部的結構以及比較部的輸入端中的電壓變化的圖。圖14是示出以往的攝像裝置的結構的框圖。圖15是示出以往的攝像裝置具有的縱列處理部的結構的框圖。具體實施方式以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。（第1實施方式）首先，說明本發明的第1實施方式。圖1示出本實施方式的（C）MOS攝像裝置的結構的一例。圖1所示的攝像裝置1a由攝像部2、垂直選擇部12、讀出電流源部5、縱列處理部15、參照信號生成部16、變更部18a、水平選擇部14、輸出部17、定時控制部20構成。攝像部2將多個單位像素3配置成矩陣狀，該單位像素3生成并輸出與所入射的電磁波的大小對應的像素信號。垂直選擇部12對攝像部2的各行進行選擇。讀出電流源部5將來自攝像部2的信號讀出為電壓信號。參照信號生成部16生成隨著時間經過電平呈傾斜狀變化的參照信號Ramp（斜波）。縱列處理部15與參照信號生成部16連接。水平選擇部14將被AD轉換后的數據讀出到水平信號線。輸出部17將由水平選擇部14讀出的數字數據輸出到后級的電路。定時控制部20控制各部。在圖1中，為了簡化，對由4行×6列的單位像素3構成的攝像部2的情況進行說明，不過實際上，在攝像部2的各行或各列中配置有幾十至幾萬個單位像素3。雖然省略圖示，不過構成攝像部2的單位像素3由光電二極管／光電門／光電晶體管等光電轉換元件和晶體管電路構成。以下，更詳細地對各部進行說明。關于攝像部2，二維地配置4行6列的單位像素3，并且對該4行6列的像素排列按照每行布線了行控制線11。行控制線11的各一端與對應于垂直選擇部12的各行的各輸出端連接。垂直選擇部12由移位寄存器或解碼器等構成。此外，當對攝像部2的各單位像素3進行驅動時，垂直選擇部12經由行控制線11進行攝像部2的行尋址或行掃描的控制。此外，對攝像部2的像素排列按照每列布線了垂直信號線13。讀出電流源部5由用于將來自攝像部2的像素信號讀出為電壓信號的電流源構成。縱列處理部15具有按照攝像部2的每個像素列、即每個垂直信號線13設置的列AD轉換部30和變更部18a。列AD轉換部30將通過垂直信號線13從攝像部2的各單位像素3按照每個像素列讀出的模擬像素信號轉換為數字數據。變更部18a按照每個像素列而設置，由后述那樣的電容元件和開關元件構成。另外，在本實施方式中，采用對攝像部2的像素列以1對1的對應關系配置列AD轉換部30的結構。然而，這僅是一例，不限定于該配置關系。例如，也可以采用對多個像素列配置1個列AD轉換部30，并按照時分的方式在多個像素列之間使用該1個列AD轉換部30的結構。縱列處理部15與后述的參照信號生成部16一起構成模數轉換電路，該模數轉換電路將從攝像部2的選擇像素行的單位像素3讀出的模擬像素信號轉換為數字像素數據。后面詳細記述列AD轉換部30。參照信號生成部16根據定時控制部20的控制，生成隨著時間經過電平呈傾斜狀變化的所謂的斜波，并作為參照信號Ramp經由參照信號線提供給列AD轉換部30。水平選擇部14由移位寄存器或解碼器等構成，進行縱列處理部15的列AD轉換部30的列尋址或列掃描的控制。根據該水平選擇部14的控制，經由水平信號線依次將在列AD轉換部30中被AD轉換后的數字數據讀出到輸出部17。定時控制部20具有TG(=TimingGenerator：定時發生器)功能塊和用于與該TG進行通信的功能塊，該TG功能塊提供垂直選擇部12、讀出電流源部5、變更部18a、參照信號生成部16、縱列處理部15、水平選擇部14、輸出部17等各部的動作所必需的時鐘或規定定時的脈沖信號。輸出部17除緩沖功能外，還可以內置例如黑電平調整、列偏差校正、顏色處理等信號處理功能。此外，也可以將n位并行的數字數據轉換為串行數據而輸出。接著，對列AD轉換部30的結構進行說明。圖2示出包含列AD轉換部30的縱列處理部15的結構的一例。列AD轉換部30按照每列而設置，在圖1和圖2中，設置有6個列AD轉換部30。各個列AD轉換部30為相同的結構。列AD轉換部30將通過垂直信號線13從攝像部2的各單位像素3讀出的模擬像素信號與從參照信號生成部16提供的參照信號Ramp進行比較。由此，生成具有在時間軸方向與復位電平或信號電平各自的大小對應的大小（脈沖寬度）的脈沖信號。然后，將與該脈沖信號的脈沖寬度的期間對應的數據作為與像素信號的大小對應的數字數據，由此進行AD轉換。以下，詳細地對列AD轉換部30的結構進行說明。列AD轉換部30具有比較部31和計測部32。比較部31將被提供給第1輸入端的信號電壓與被提供給第2輸入端的參照信號Ramp進行比較，該信號電壓與從攝像部2的單位像素3通過垂直信號線13輸出的模擬像素信號對應，該參照信號Ramp是由參照信號生成部16提供的。由此，將像素信號的大小轉換為時間軸方向的信息（脈沖信號的脈沖寬度）。例如當參照信號Ramp的斜坡電壓比信號電壓大時，比較部31的比較輸出成為高電平（H電平），當斜坡電壓為信號電壓以下時，比較部31的比較輸出成為低電平（L電平）。計測部32例如由n位可逆計數器電路構成，用于計測從比較部31的比較開始起到比較結束為止的比較時間。n位例如是10位。將n位設為10位僅是一例，n位也可以是小于10位的位數（例如，8位）或超過10位的位數（例如，12位）等。此外，也不必限于可逆計數器電路。接著，對參照信號生成部16的結構和動作進行說明。圖3示出參照信號生成部16的結構的一例。參照信號生成部16由電容元件Cref（第3電容元件）、恒流源Iref、開關元件SWset、SWref構成。開關元件SWset是用于將電容元件Cref的電壓設定為電源VDD的電壓值VDD的開關。開關元件SWref是用于將恒流源Iref的電流接通（ON）／斷開（OFF）的開關。開關元件SWset的一端與電源VDD連接。開關元件SWref的一端與開關元件SWset的另一端連接。恒流源Iref的一端與開關元件SWref的另一端連接。恒流源Iref的另一端接地。電容元件Cref的一端與開關元件SWset的另一端連接，電容元件Cref的另一端接地。通過來自定時控制部20的控制信號，控制開關元件SWset、SWref的接通（ON）和斷開（OFF）。電容元件Cref的一端的電壓VRamp作為參照信號Ramp被輸出。也可以將參照信號生成部16構成為電容元件Cref的電容值和恒流源Iref的電流值是可變的。接著，對本實施方式的動作進行說明。此處，對單位像素3的具體的動作省略說明，但眾所周知，在單位像素3中輸出復位電平和信號電平。如以下那樣進行AD轉換。例如對以規定斜率下降的斜波（參照信號Ramp）、與作為來自單位像素3的像素信號的復位電平或者信號電平的各電壓進行比較。例如用基準時鐘計測從生成了在該比較處理中使用的斜波的時刻開始到與復位電平或信號電平對應的信號與斜波（斜坡電壓）成為一致為止的期間。由此，得到與復位電平或信號電平的各大小對應的數字數據。在此，在第1次讀出動作中從攝像部2的選擇行的各單位像素3讀出包含像素信號的噪聲的復位電平，作為模擬像素信號。然后，在第2次讀出動作中讀出信號電平。然后，按時間序列將復位電平和信號電平通過垂直信號線13輸入到列AD轉換部30。圖4示出參照信號生成部16的動作的一例。在圖4中，φSWset是從定時控制部20提供給開關元件SWset的控制信號。φSWref是從定時控制部20提供給開關元件SWref的控制信號。VRamp(t)是參照信號Ramp的電壓（電容元件Cref的一端的電壓）。在第1次讀出時，控制信號φSWset從L電平變化為H電平，由此開關元件SWset成為接通（ON）狀態。參照信號Ramp的電壓VRamp(t)被設定為VDD。接著，控制信號φSWset從H電平變化為L電平，由此開關元件SWset成為斷開（OFF）狀態，然后，控制信號φSWref從L電平變化為H電平，由此開關元件SWref成為接通（ON）狀態。在此，在開關元件SWref成為接通（ON）狀態的時刻（時刻t=0）以后，時刻t的參照信號Ramp的電壓VRamp(t)由以下(1)式表示。在(1)式中，IREF是恒流源Iref的電流值，CREF是電容元件Cref的電容值。如(1)式所示，從電源VDD的電壓值VDD中減去基于由恒流源Iref產生的電流值IREF的電壓（或者加上基于由恒流源Iref產生的電流值-IREF的電壓），由此生成參照信號Ramp。在經過規定期間后，控制信號φSWref從H電平變化為L電平，由此開關元件SWref成為斷開（OFF）狀態，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。由此，第1次讀出中的參照信號生成部16的動作結束。接著，在第2次讀出時控制信號φSWset從L電平變化為H電平，由此開關元件SWset成為接通（ON）狀態。參照信號Ramp的電壓VRamp(t)被設定為VDD。接著，控制信號φSWset從H電平變化為L電平，由此開關元件SWset成為斷開（OFF）狀態，然后，控制信號φSWref從L電平變化為H電平，由此開關元件SWref成為接通（ON）狀態。之后的參照信號Ramp的電壓VRamp(t)依照(1)式。在經過規定期間后，控制信號φSWref從H電平變化為L電平，由此開關元件SWref成為斷開（OFF）狀態，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。由此，第2次讀出中的參照信號生成部16的動作結束。參照信號生成部16、變更部18a、比較部31、計測部32進行的AD轉換動作如下。<第1次讀出>在從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第1次讀出穩定后，進行比較部31的復位動作。此外，在參照信號生成部16中，電容元件Cref的一端的電壓被設定為VDD。接著，變更部18a將被提供了參照信號Ramp的比較部31的第2輸入端的電壓變更為比復位電平高的規定電壓。然后，定時控制部20對參照信號生成部16提供斜波生成的控制數據。在接收到該控制數據后，參照信號生成部16輸出波形整體上隨時間呈斜坡狀變化的參照信號Ramp，作為向比較部31的第2輸入端提供的比較電壓。比較部31將被提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了復位電平的第1輸入端的電壓進行比較，當雙方的電壓大致一致時，使比較輸出反轉。計測部32根據比較部31的比較開始，以向下計數模式開始計測，并保持比較部31的比較輸出發生了反轉的時刻的計測值。即，計測部32保持對應于復位電平的數字數據。在經過規定期間后，定時控制部20停止向參照信號生成部16提供控制數據，并停止基準時鐘的輸出。由此，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。<第2次讀出>接著，在第2次讀出時，讀出與每個單位像素3的入射光量對應的信號電平。在該第2次讀出時，不進行比較部31的復位動作和變更部18a的變更動作。此外，在參照信號生成部16中，電容元件Cref的一端的電壓被設定為VDD。在從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第2次讀出穩定后，定時控制部20對參照信號生成部16提供斜波生成的控制數據。在接收到該控制數據后，參照信號生成部16輸出參照信號Ramp。比較部31將被提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了信號電平的第1輸入端的電壓進行比較，當雙方的電壓大致一致時，使比較輸出反轉。計測部32根據比較部31的比較開始，以向上計數模式開始計測，并保持比較部31的比較輸出發生了反轉的時刻的計測值。即，計測部32保持與從信號電平減去復位電平（CDS(=CorrelatedDoubleSampling：相關雙采樣)處理）后得到的信號分量對應的數字數據。在經過規定期間后，定時控制部20停止向參照信號生成部16提供控制數據，并停止基準時鐘的輸出。由此，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。接著，對比較部31和變更部18a的結構以及比較部31的輸入端中的電壓變化詳細地進行說明。圖5示出比較部31和變更部18a的具體的電路結構的一例。以下，對本實施方式的電路結構進行說明。在圖5中，比較部31內的差分放大器由以下部分構成：由源極共同連接的NMOS構成的晶體管N1、N2；連接在這些晶體管N1、N2的各漏極與電源VDD之間的由柵極共同連接的PMOS構成的晶體管P3、P4；以及連接在晶體管N1、N2的源極共同連接的節點與地GND之間的NMOS的電流源N5。在該差分放大器中，在晶體管N1、N2的各柵極與漏極之間，分別連接有由PMOS構成的晶體管P6、P7。通過從定時控制部20向各柵極提供低電平有效的復位脈沖Reset，這些晶體管P6、P7成為導通（ON）狀態。晶體管P6、P7作為復位部發揮作用，該復位部使晶體管N1、N2的各柵極與漏極短路，將晶體管N1、N2的各柵極的電壓、即差分放大器的兩個輸入端IN1、IN2的電壓復位。晶體管N1、N2的各柵極分別與用于阻隔直流（DC）電平的電容元件C1、C2的各一端連接。電容元件C1的另一端被提供從攝像部2的各單位像素3輸出的像素信號Pixel。電容元件C2（第1電容元件）的另一端被提供來自參照信號生成部16的參照信號Ramp。電容元件C3（第2電容元件）和開關元件SW2構成變更部18a。電容元件C3的一端與晶體管N2的柵極連接，電容元件C3的另一端與開關元件SW2的第1端子連接。開關元件SW2的第2端子與電壓源V1（第1電壓源）連接。開關元件SW2的第3端子與電壓源V2（第2電壓源）連接。開關元件SW2通過來自定時控制部20的未圖示的控制信號，對使第1端子與第2端子短路而連接電壓源V1與電容元件C3的另一端的狀態、和使第1端子與第3端子短路而連接電壓源V2與電容元件C3的另一端的狀態進行切換。此外，電流源N5的柵極被提供用于控制電流值的偏置電壓Vbias。以下，對本實施方式的動作進行說明。在此，將電壓源V1的電壓設為V1、電壓源V2的電壓設為V2（其中，V1＜V2）、復位電平的電壓設為VR、信號電平的電壓設為VS（其中，VS≦VR）、電容元件C2的電容值設為C2、電容元件C3的電容值設為C3。在圖5中示出比較部31內的差分放大器的第1輸入端IN1和第2輸入端IN2的電壓變化、以及參照信號Ramp的波形。將復位電平作為來自單位像素3的像素信號Pixel提供給第1輸入端IN1，在從參照信號生成部16提供給第2輸入端IN2的參照信號Ramp穩定后，定時控制部20在比較部31的比較開始之前將復位脈沖Reset激活（低電平有效）。由此，晶體管P6、P7成為導通（ON）狀態而使晶體管N1、N2的各柵極與漏極短路，將這些晶體管N1、N2的工作點作為漏極電壓，兩個輸入端的電壓被復位。在復位動作中，電容元件C3的另一端通過開關元件SW2與電壓源V1連接。通過由該復位確定的工作點，差分放大器的兩個輸入端的電壓、即晶體管N1、N2的各柵極電壓的偏移分量基本被消除。即，差分放大器的兩個輸入端的電壓被復位成為大致相同的電壓VRST。在該時刻（時刻T1），第1輸入端IN1的電壓是VRST，第2輸入端IN2的電壓是VRST。復位后，晶體管P6、P7成為截止（OFF）狀態。接著，開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電壓源V2連接。由此，將被提供參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓、即晶體管N2的柵極電壓從電壓VRST變更提高至規定電壓。在復位動作和變更動作的期間內，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與電源VDD連接。電容元件C3的另一端的電壓從V1到V2變化（V2-V1）。因此，在該時刻（時刻T2），第2輸入端IN2的電壓VIN2由以下的(2)式表示。在比較部31的復位動作結束后，即便在構成比較部31的差分放大器的兩個輸入端的電壓中殘留一些偏差，但也滿足V1＜V2。因此，第1次讀出的比較部31的比較開始時的第2輸入端IN2的電壓（(2)式）比第1輸入端IN1的電壓（VRST）高。如圖5所示，提供隨著時間的經過而減小的斜波作為參照信號Ramp。由此，能夠可靠地使比較部31的輸出在比較動作中反轉，保證比較部31的比較動作。在時刻T2以后，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與恒流源Iref連接，向第2輸入端提供斜波作為參照信號Ramp。在向第2輸入端提供了斜波的時刻以后的第2輸入端IN2的電壓VIN2由以下的(3)式表示。(3)式的右邊第3項是斜波的電壓從VRamp(0)=VDD到VRamp(t)變化了（VRamp(t)-VDD）而產生的分量。在被提供了斜波的第2輸入端的電壓與被復位的第1輸入端的電壓成為大致一致的定時，比較部31的比較輸出反轉。在從開始向第2輸入端輸入斜波起經過了規定期間的時刻（時刻T3），參照信號生成部16停止斜波的生成。接著，將信號電平作為來自單位像素3的像素信號Pixel提供給第1輸入端IN1。在通過開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電壓源V2連接的時刻（時刻T2），被提供了復位電平作為像素信號Pixel的電容元件C1的另一端的電壓是VR。此外，在輸入了信號電平作為像素信號Pixel的時刻（時刻T4），電容元件C1的另一端的電壓為VS。因此，時刻T4中的第1輸入端IN1的電壓VIN1由以下的(4)式表示。在該時刻（時刻T4），參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與電源VDD連接。VIN1=VRST+（VS-VR）...(4)在第2次讀出的時刻T4，被提供了參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓由前述的(2)式表示。在(2)式中V1＜V2，在(4)式中VS≦VR，因而(2)式的電壓VIN2比(4)式的電壓VIN1高。即，在第2次讀出的比較部31的比較開始時的第2輸入端IN2的電壓比第1輸入端IN1的電壓高。如圖5所示，提供隨著時間的經過而減小的斜波作為參照信號Ramp。由此，能夠可靠地使比較部31的輸出在比較動作中反轉，保證比較部31的比較動作。在時刻T4以后，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與恒流源Iref連接，向第2輸入端提供斜波作為參照信號Ramp。在向第2輸入端提供了斜波的時刻以后的第2輸入端IN2的電壓VIN2由前述的(3)式表示。在被提供了斜波的第2輸入端的電壓與第1輸入端的電壓大致一致的定時，比較部31的比較輸出反轉。在從開始向第2輸入端輸入斜波起經過了規定期間的時刻（時刻T5），參照信號生成部16停止斜波的生成。在第1次讀出時，計測部32以向下計數模式進行計測，在第2次讀出時，計測部32以向上計數模式進行計測。因此，得到(4)式的右邊第2項（VS-VR）的計測值作為計測部32的計測值。如上所述，根據本實施方式，在晶體管P6、P7的復位動作結束后，變更部18a（電容元件C3和開關元件SW2）將第2輸入端IN2的電壓變更為更高的電壓，使得第1輸入端IN1與第2輸入端IN2之間的電壓差成為能夠保證比較部31的比較動作的電壓。由此，比較部31能夠可靠地進行參照信號Ramp與像素信號Pixel的比較動作。如上所述，考慮如下情況：雖然在攝像裝置的相鄰的列之間制造條件的偏差程度相同，但在攝像裝置的全部列之間，制造條件的偏差變大。此外，考慮復位偏差ΔVRST為100[mV]左右的情況。以往的攝像裝置（圖14，圖15）構成為在全部列中經由共同的開關元件直接變更差分放大器的輸入端的電壓。因此，需要將差分放大器的輸入端的電壓變更為包含復位偏差ΔVRST的電壓。因此，會將差分放大器的輸入端的電壓變更為所需要的電壓以上的高電壓，比較部31的比較動作需要時間，AD轉換時間變長。與此相對，在本實施方式中，經由電容元件C3提供規定的電壓變化，由此變更差分放大器的輸入端的電壓。由于相同的差分放大器內的兩個輸入端的制造條件的偏差較小，因而復位偏差較小。因此，為了提供規定的電壓變化，僅考慮相同的差分放大器內的兩個輸入端的復位偏差即可，因而不會將差分放大器的輸入端的電壓變更為所需要的電壓以上的高電壓，AD轉換時間相比以往的攝像裝置變短。因此能夠更高速地進行AD轉換。如圖3所示，本實施方式的參照信號生成部16構成為通過電容元件Cref的充電和放電生成參照信號Ramp。與此相對，作為參照信號生成部的其他結構，也可以構成為，具有一端與電源連接的電阻和一端與電阻的另一端連接的電流源，一邊使電流源的電流值變化一邊將電阻的另一端的電壓作為參照信號輸出。將上述的電阻設為R1、從參照信號生成部的輸出端子觀察的電容元件C2與比較部31的合成電容設為C，則提供給比較部31的第2輸入端IN2的電壓變化到穩定為止的目標時間常數τ表示為τ=R1×C。在如圖3那樣構成參照信號生成部16的情況下，決定時間常數τ的電阻成分是電源VDD的內部電阻。將電源VDD的內部電阻設為R2，則時間常數τ表示為τ=R2×C，R2遠遠小于R1。即，本實施方式的參照信號生成部16的時間常數比具有電阻和電流源的參照信號生成部的時間常數小。因此，通過如圖3那樣構成參照信號生成部16，能夠進一步縮短提供給比較部31的第2輸入端IN2的電壓變化到穩定為止的時間。根據以上所述，能夠進一步縮短從向比較部31的第2輸入端IN2提供參照信號Ramp到參照信號Ramp穩定為止的時間。因此，能夠更高速地進行AD轉換。此外，能夠以簡單的電路結構生成參照信號Ramp。（第2實施方式）接著，對本發明的第2實施方式進行說明。本實施方式的（C）MOS攝像裝置的結構與在第1實施方式中說明的結構大致相同（圖1），僅AD轉換動作不同。以下，以本實施方式的動作中與第1實施方式不同的部分為中心進行說明。與第1實施方式相同，在單位像素3中輸出復位電平和信號電平。如以下那樣進行AD轉換。例如對以規定斜率下降的斜波（參照信號Ramp）、和與作為來自單位像素3的像素信號的復位電平和信號電平之間的差分對應的電壓（差分信號電平）進行比較。例如用基準時鐘計測從生成了在該比較處理中使用的斜波的時刻開始到與差分信號電平對應的信號與斜波（斜坡電壓）一致為止的期間。由此，得到與差分信號電平的大小對應的數字數據。在此，在第1次讀出動作中從攝像部2的選擇行的各單位像素3讀出復位電平，作為模擬像素信號。然后，在第2次讀出動作中讀出信號電平。然后，按時間序列將復位電平和信號電平通過垂直信號線13輸入到列AD轉換部30。<第1次讀出>在從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第1次讀出穩定后，進行比較部31的復位動作。此外，在參照信號生成部16中，電容元件Cref的一端的電壓被設定為VDD。接著，變更部18a將被提供了參照信號Ramp的比較部31的第2輸入端的電壓變更為比復位電平高的規定電壓。<第2次讀出>接著，在第2次讀出時，讀出與每個單位像素3的入射光量對應的信號電平。在該第2次讀出時，不進行比較部31的復位動作和變更部18a的變更動作。在從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第2次讀出穩定后，定時控制部20對參照信號生成部16提供斜波生成的控制數據。在接收到該控制數據后，參照信號生成部16輸出參照信號Ramp。比較部31將被提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了差分信號電平的第1輸入端的電壓進行比較，當雙方的電壓大致一致時，使比較輸出反轉。計測部32根據比較部31的比較開始，以向上計數模式開始計測，并保持比較部31的比較輸出發生了反轉的時刻的計測值。即，計測部32保持與從信號電平中減去復位電平（CDS處理）后得到的信號分量對應的數字數據。在經過規定期間后，定時控制部20停止向參照信號生成部16提供控制數據，并停止基準時鐘的輸出。由此，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。接著，對比較部31的輸入端中的電壓變化詳細地進行說明。圖6示出比較部31和變更部18a的具體的電路結構的一例。圖6所示的電路結構與圖5所示的電路結構大致相同，因此省略說明。以下，對本實施方式的動作進行說明。在此，將電壓源V1的電壓設為V1、電壓源V2的電壓設為V2（其中，V1＜V2）、復位電平的電壓設為VR、信號電平的電壓設為VS（其中，VS≦VR）、電容元件C2的電容值設為C2、電容元件C3的電容值設為C3。在圖6中示出比較部31內的差分放大器的第1輸入端IN1和第2輸入端IN2的電壓變化、以及參照信號Ramp的波形。將復位電平作為來自單位像素3的像素信號Pixel提供給第1輸入端IN1，在從參照信號生成部16提供給第2輸入端IN2的參照信號Ramp穩定后，定時控制部20在比較部31的比較開始之前將復位脈沖Reset激活（低電平有效）。由此，晶體管P6、P7成為導通（ON）狀態而使晶體管N1、N2的各柵極與漏極短路。此外，晶體管P6、P7將這些晶體管N1、N2的工作點作為漏極電壓，兩個輸入端的電壓被復位。復位動作中，電容元件C3的另一端通過開關元件SW2與電壓源V1連接。通過由該復位確定的工作點，差分放大器的兩個輸入端的電壓、即晶體管N1、N2的各柵極電壓的偏移分量基本被消除。即，差分放大器的兩個輸入端的電壓被復位成為大致相同的電壓VRST。在該時刻（時刻T1），第1輸入端IN1的電壓是VRST，第2輸入端IN2的電壓是VRST。復位后，晶體管P6、P7成為截止（OFF）狀態。接著，開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電壓源V2連接。由此，將被提供參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓、即晶體管N2的柵極電壓從電壓VRST變更提高至規定電壓。在復位動作和變更動作的期間內，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與電源VDD連接。電容元件C3的另一端的電壓從V1到V2變化（V2-V1）。因此，在該時刻（時刻T2），第2輸入端IN2的電壓VIN2由以下的(5)式表示。接著，將信號電平作為來自單位像素3的像素信號Pixel提供給第1輸入端IN1。在通過開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電壓源V2連接的時刻（時刻T2），被提供了復位電平作為像素信號Pixel的電容元件C1的另一端的電壓是VR。此外，在輸入了信號電平作為像素信號Pixel的時刻（時刻T4），電容元件C1的另一端的電壓為VS。因此，時刻T4的第1輸入端IN1的電壓VIN1由以下的(6)式表示。在該時刻（時刻T4），參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與電源VDD連接。VIN1=VRST+（VS-VR）...(6)在第2次讀出的時刻T4，被提供了參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓由前述的(5)式表示。在(5)式中V1＜V2，在(6)式中VS≦VR，因而(5)式的電壓VIN2比(6)式的電壓VIN1高。即，在第2次讀出的比較部31的比較開始時的第2輸入端IN2的電壓比第1輸入端IN1的電壓高。如圖6所示，提供隨著時間的經過而減小的斜波作為參照信號Ramp。由此，能夠可靠地使比較部31的輸出在比較動作中反轉，保證比較部31的比較動作。在時刻T4以后，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與恒流源Iref連接，向第2輸入端提供斜波作為參照信號Ramp。在向第2輸入端提供了斜波的時刻以后的第2輸入端IN2的電壓VIN2由以下的(7)式表示。(7)式的右邊第3項是斜波的電壓從VRamp(0)=VDD到VRamp(t)變化了（VRamp(t)-VDD）而產生的分量。在被提供了斜波的第2輸入端的電壓與第1輸入端的電壓大致一致的定時，比較部31的比較輸出反轉。在從開始向第2輸入端輸入斜波起經過了規定期間的時刻（時刻T5），參照信號生成部16停止斜波的生成。在第2次讀出時，計測部32以向上計數模式進行計測。因此，得到(6)式的計測值作為計測部32的計測值。如上所述，根據本實施方式，在晶體管P6、P7的復位動作結束后，變更部18a（電容元件C3和開關元件SW2）將第2輸入端IN2的電壓變更為更高的電壓，使得第1輸入端IN1與第2輸入端IN2之間的電壓差成為能夠保證比較部31的比較動作的電壓。由此，比較部31能夠可靠地進行參照信號Ramp與像素信號Pixel的比較動作。此外，經由電容元件C3提供規定電壓變化來變更差分放大器的輸入端的電壓，由此不會將差分放大器的輸入端的電壓變更為所需要的電壓以上的高電壓，能夠更高速地進行AD轉換。在本實施方式中，可以在1次AD轉換動作中得到數字數據。通過將被提供了參照信號Ramp的第2輸入端的電壓變更提高至規定電壓，由此得到在信號分量（VS-VR）中重疊了偏移分量（VRST）的數字數據。不過，通過使用在攝像部2中設置的遮光像素或啞元像素的數據來計算偏移分量的數字數據，從計測部32的計測值中減去偏移分量的數字數據，可以抑制偏移分量。（第3實施方式）接著，對本發明的第3實施方式進行說明。圖7示出本實施方式的（C）MOS攝像裝置的結構的一例。以下，對本實施方式的結構進行說明。圖7所示的攝像裝置1b的結構中，與圖1不同的是模擬部6的結構。本實施方式的模擬部6具有減法運算（CDS處理）電路。模擬部6以外的結構與圖1所示的結構大致相同，因此省略說明。圖8示出模擬部6的結構的一例。圖8所示的結構為：作為取得與第1信號電壓和第2信號電壓之間的差分對應的信號分量的單元，具有CDS處理功能。模擬部6由與垂直信號線13連接的鉗位電容Cclp、用于將鉗位電容Cclp嵌位在鉗位偏壓Vclp的鉗位開關SWclp、用于對信號進行采樣保持的采樣保持電容Csh、采樣保持開關SWsh以及緩沖部B1、B2構成。在進行CDS處理的情況下，模擬部6根據從定時控制部20提供的鉗位脈沖和采樣脈沖這兩個脈沖，控制鉗位開關SWclp和采樣保持開關SWsh。模擬部6針對經由垂直信號線13輸入的電壓模式的像素信號，進行復位電平與信號電平的減法運算（CDS處理），由此取得信號分量。接著，對本實施方式的動作進行說明。與第1實施方式的攝像裝置1a的動作不同的是在模擬部6中設置減法運算（CDS處理）電路而進行的AD轉換動作。以下，以本實施方式的動作中與第1實施方式不同的部分為中心進行說明。與第1實施方式相同，在單位像素3中輸出復位電平和信號電平。在此，將復位電平的電壓設為VR、信號電平的電壓設為VS（其中，VS≦VR）。如以下那樣進行AD轉換。例如對以規定斜率下降的斜波（參照信號Ramp）、和與作為來自單位像素3的像素信號的復位電平和信號電平之間的差分對應的電壓（差分信號電平）進行比較。例如用基準時鐘計測從生成了在該比較處理中使用的斜波的時刻開始到與差分信號電平對應的信號與斜波（斜坡電壓）一致為止的期間。由此，得到與差分信號電平的大小對應的數字數據。在此，在第1次讀出動作中從攝像部2的選擇行的各單位像素3讀出復位電平，作為模擬像素信號。然后，在第2次讀出動作中讀出信號電平。然后，按時間序列將復位電平和信號電平通過垂直信號線13輸入到模擬部6。<第1次讀出>從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第1次讀出穩定。然后，鉗位開關SWclp與采樣保持開關SWsh成為接通（ON）狀態，進而進行比較部31的復位動作。此外，在參照信號生成部16中，電容元件Cref的一端的電壓被設定為VDD。接著，變更部18a將被提供了參照信號Ramp的比較部31的第2輸入端的電壓變更為比復位電平高的規定電壓。接著，鉗位開關SWclp成為斷開（OFF）狀態。<第2次讀出>接著，在第2次讀出時，讀出與每個單位像素3的入射光量對應的信號電平。在該第2次讀出時，不進行比較部31的復位動作和變更部18a的變更動作。此外，由于鉗位開關SWclp是斷開（OFF）狀態，因此，當輸入到鉗位電容Cclp的電壓從復位電平變化為信號電平時，緩沖部B1的輸入電壓變化與前述變化對應的電壓（VS-VR）。對應于該變化，緩沖部B2的輸入電壓和輸出電壓也同樣地變化。由此，向比較部31的第1輸入端提供信號電平與復位電平的差分信號電平（VS-VR）。在信號電平讀出后，采樣保持開關SWsh成為斷開（OFF）狀態。從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第2次讀出穩定。然后，定時控制部20對參照信號生成部16提供斜波生成的控制數據。在接收到該控制數據后，參照信號生成部16輸出參照信號Ramp。比較部31將被提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了差分信號電平的第1輸入端的電壓進行比較。在本實施方式中，與第2實施方式相同，在比較部31的復位動作后，即便在構成比較部31的差分放大器的兩個輸入端的電壓中殘留一些偏差，比較部31的比較開始時的第2輸入端IN2的電壓也比第1輸入端IN1的電壓高。因此，能夠可靠地使比較部31的輸出在比較動作中反轉，能夠保證比較部31的比較動作。比較部31將提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了差分信號電平的第1輸入端的電壓進行比較，當雙方的電壓大致一致時，使比較輸出反轉。計測部32根據比較部31的比較開始，以向上計數模式開始計測，并保持比較部31的比較輸出發生了反轉的時刻的計測值。即，計測部32保持與從信號電平中減去復位電平（CDS處理）后得到的信號分量對應的數字數據。在經過規定期間后，定時控制部20停止向參照信號生成部16提供控制數據，并停止基準時鐘的輸出。由此，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。第2次讀出的比較部31的比較開始時的第1輸入端IN1的電壓由與在第2實施方式中說明的(6)式相同的以下的(8)式表示。由于在第2次讀出時計測部32以向上計數模式進行計測，因而得到(8)式的計測值作為計測部32的計測值。VIN1=VRST+（VS-VR）...(8)如上所述，根據本實施方式，在晶體管P6、P7的復位動作結束后，變更部18a（電容元件C3和開關元件SW2）將第2輸入端IN2的電壓變更為更高的電壓，使得第1輸入端IN1與第2輸入端IN2之間的電壓差成為能夠保證比較部31的比較動作的電壓。由此，比較部31能夠可靠地進行參照信號Ramp與像素信號Pixel的比較動作。此外，經由電容元件C3提供規定電壓變化，由此變更差分放大器的輸入端的電壓。由此，不會將差分放大器的輸入端的電壓變更為所需要的電壓以上的高電壓，能夠更高速地進行AD轉換。在本實施方式中，可以在1次AD轉換動作中得到數字數據。通過將被提供了參照信號Ramp的第2輸入端變更提高至規定電壓，由此得到在信號分量（VS-VR）中重疊了偏移分量（VRST）的數字數據。不過，通過使用在攝像部2中設置的遮光像素或啞元像素的數據來計算偏移分量的數字數據，從計測部32的計測值減去偏移分量的數字數據，可以抑制偏移分量。（第4實施方式）接著，對本發明的第4實施方式進行說明。圖9示出本實施方式的（C）MOS攝像裝置的結構的一例。以下，對本實施方式的結構進行說明。在圖9所示的攝像裝置1c的結構中，與圖1的不同之處是變更部18b與其他部分的連接。構成變更部18b的元件本身與圖1的變更部18a相同。其他結構與圖1所示的結構大致相同，因而省略說明。以下，以本實施方式的動作中與第1實施方式不同的部分為中心進行說明。與第1實施方式相同，在單位像素3中輸出復位電平和信號電平。如以下那樣進行AD轉換。例如對以規定斜率下降的斜波（參照信號Ramp）、與作為來自單位像素3的像素信號的復位電平或者信號電平的各電壓進行比較。例如用基準時鐘計測從生成了在該比較處理中使用的斜波的時刻開始到與復位電平或信號電平對應的信號與斜波（斜坡電壓）成為一致為止的期間。由此，得到與復位電平或信號電平的各大小對應的數字數據。在此，在第1次讀出動作中從攝像部2的選擇行的各單位像素3讀出包含像素信號的噪聲的復位電平，作為模擬像素信號。然后，在第2次讀出動作中讀出信號電平。然后，按時間序列將復位電平和信號電平通過垂直信號線13輸入到列AD轉換部30。<第1次讀出>在從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第1次讀出穩定后，進行比較部31的復位動作。此外，在參照信號生成部16中，電容元件Cref的一端的電壓被設定為VDD。接著，變更部18b將被提供了參照信號Ramp的比較部31的第2輸入端的電壓變更為比復位電平高的規定電壓。然后，定時控制部20對參照信號生成部16提供斜波生成的控制數據。在接收到該控制數據后，參照信號生成部16輸出波形整體上隨時間呈斜坡狀變化的參照信號Ramp，作為提供給比較部31的第2輸入端的比較電壓。比較部31將被提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了復位電平的第1輸入端的電壓進行比較，當雙方的電壓大致一致時，使比較輸出反轉。計測部32根據比較部31的比較開始，以向下計數模式開始計測，并保持比較部31的比較輸出發生了反轉的時刻的計測值。即，計測部32保持與復位電平對應的數字數據。在經過規定期間后，定時控制部20停止向參照信號生成部16提供控制數據，并停止基準時鐘的輸出。由此，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。<第2次讀出>接著，在第2次讀出時，讀出與每個單位像素3的入射光量對應的信號電平。在該第2次讀出時，不進行比較部31的復位動作和變更部18b的變更動作。此外，在參照信號生成部16中，電容元件Cref的一端的電壓被設定為VDD。在從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第2次讀出穩定后，定時控制部20對參照信號生成部16提供斜波生成的控制數據。在接收到該控制數據后，參照信號生成部16輸出參照信號Ramp。比較部31將被提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了信號電平的第1輸入端的電壓進行比較，當雙方的電壓大致一致時，使比較輸出反轉。計測部32根據比較部31的比較開始，以向上計數模式開始計測，并保持比較部31的比較輸出發生了反轉的時刻的計測值。即，計測部32保持與從信號電平減去復位電平（CDS處理）后得到的信號分量對應的數字數據。在經過規定期間后，定時控制部20停止向參照信號生成部16提供控制數據，并停止基準時鐘的輸出。由此，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。接著，對比較部31和變更部18b的結構以及比較部31的輸入端中的電壓變化詳細地進行說明。圖10示出比較部31和變更部18b的具體的電路結構的一例。以下，對本實施方式的電路結構進行說明。以下僅對與圖5所示的結構不同的結構進行說明。變更部18b與前述的變更部18a同樣，由開關元件SW2和電容元件C3構成。但是，開關元件SW2中的連接與變更部18a不同。開關元件SW2的第1端子與電容元件C3的另一端連接。開關元件SW2的第2端子與地GND連接，開關元件SW2的第3端子與被輸入參照信號Ramp的電容元件C2的另一端連接。也可將開關元件SW2的第2端子與提供規定電壓的電壓源連接而不與地GND連接。開關元件SW2對使第1端子與第2端子短路而連接地GND與電容元件C3的另一端的狀態、和使第1端子與第3端子短路而連接電容元件C2的另一端與電容元件C3的另一端的狀態進行切換。以下，對本實施方式的動作進行說明。在此，將地GND的電壓設為VGND、復位電平的電壓設為VR、信號電平的電壓設為VS（其中，VS≦VR）、電容元件C2的電容值設為C2、電容元件C3的電容值設為C3。在圖10中示出比較部31內的差分放大器的第1輸入端IN1和第2輸入端IN2的電壓變化、以及參照信號Ramp的波形。將復位電平作為來自單位像素3的像素信號Pixel提供給第1輸入端IN1，從參照信號生成部16提供給第2輸入端IN2的參照信號Ramp穩定。然后，定時控制部20在比較部31的比較開始之前激活復位脈沖Reset（低電平有效）。由此，晶體管P6、P7成為導通（ON）狀態而使晶體管N1、N2的各柵極與漏極短路，將這些晶體管N1、N2的工作點作為漏極電壓，兩個輸入端的電壓被復位。在復位動作中，電容元件C3的另一端通過開關元件SW2與地GND連接。通過由該復位確定的工作點，差分放大器的兩個輸入端的電壓、即晶體管N1、N2的各柵極電壓的偏移分量基本被消除。即，差分放大器的兩個輸入端的電壓被復位成為大致相同的電壓VRST。在該時刻（時刻T1），第1輸入端IN1的電壓是VRST，第2輸入端IN2的電壓是VRST。復位后，晶體管P6、P7成為截止（OFF）狀態。接著，開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電容元件C2的另一端連接。由此，將被提供了參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓、即晶體管N2的柵極電壓從電壓VRST變更提高至規定電壓。在復位動作和變更動作的期間內，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與電源VDD連接。電容元件C3的另一端的電壓從VGND到VDD變化（VDD-VGND），因此在該時刻（時刻T2），第2輸入端IN2的電壓VIN2由以下的(9)式表示。在比較部31的復位動作結束后，即便在構成比較部31的差分放大器的兩個輸入端的電壓中殘留一些偏差，也滿足VGND＜VDD。因此，第1次讀出的比較部31的比較開始時的第2輸入端IN2的電壓（(9)式）比第1輸入端IN1的電壓（VRST）高。如圖10所示，通過提供隨著時間的經過而減小的斜波作為參照信號Ramp，由此，能夠可靠地使比較部31的輸出在比較動作中反轉，保證比較部31的比較動作。在時刻T2以后，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與恒流源Iref連接，向第2輸入端提供斜波作為參照信號Ramp。以下，使用圖11對被提供了參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓進行說明。圖11僅提取第2輸入端IN2的周圍的結構而示出。以下，假定第2輸入端IN2與地GND之間的寄生電容CP來進行說明。當將提供給電容元件C2的另一端的斜波的電壓從VRamp(0)=VDD到VRamp(t)變化了（VRamp(t)-VDD）的情況下的電容元件C2的另一端的電壓的變化設為ΔV1時，ΔV1由以下的(10)式表示。ΔV1=VRamp(t)-VDD...(10)晶體管P7為截止（OFF）狀態，并且電容元件C2、C3的另一端從地GND分離，因此對存儲在電容元件C2和寄生電容CP中的電荷量進行保持。因此，當將提供給電容元件C2的另一端的斜波的電壓從VRamp(0)=VDD到VRamp(t)變化了（VRamp(t)-VDD）的情況下的第2輸入端IN2的電壓的變化設為ΔV2時，ΔV2由以下的(11)式表示。另外，電容元件C2與電容元件C3并聯連接，將該并聯連接的電容元件C1與電容元件C3合成后的電容值為(11)式的CC。此外，在(11)式中，CP是寄生電容CP的電容值。在與CC相比能夠忽略CP的情況下（CC>>CP），得到ΔV2=ΔV1。在提供斜波之前的第2輸入端IN2的電壓是(9)式。因此，在通過開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電容元件C2的另一端連接后的第2輸入端IN2的電壓VIN2由以下的(12)式表示。在被提供了斜波的第2輸入端的電壓與被復位的第1輸入端的電壓大致一致的定時，比較部31的比較輸出反轉。在從開始向第2輸入端輸入斜波起經過了規定期間的時刻（時刻T3），參照信號生成部16停止斜波的生成。接著，將信號電平作為來自單位像素3的像素信號Pixel提供給第1輸入端IN1。在通過開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電容元件C2的另一端連接的時刻（時刻T2），被提供了復位電平作為像素信號Pixel的電容元件C1的另一端的電壓是VR。此外，在作為像素信號Pixel輸入了信號電平的時刻（時刻T4），電容元件C1的另一端的電壓為VS。因此，在時刻T4的第1輸入端IN1的電壓VIN1由以下的(13)式表示。在該時刻（時刻T4），參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與電源VDD連接。VIN1=VRST+（VS-VR）...(13)在第2次讀出的時刻T4，被提供了參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓由前述的(9)式表示。在(9)式中VGND＜VDD，在(13)式中VS≦VR，因而(9)式的電壓VIN2比(13)式的電壓VIN1高。即，第2次讀出的比較部31的比較開始時的第2輸入端IN2的電壓比第1輸入端IN1的電壓高。如圖10所示，通過提供隨著時間的經過而減小的斜波作為參照信號Ramp，能夠可靠地使比較部31的輸出在比較動作中反轉，保證比較部31的比較動作。在時刻T4以后，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與恒流源Iref連接，向第2輸入端提供斜波作為參照信號Ramp。在向第2輸入端提供了斜波的時刻以后的第2輸入端IN2的電壓VIN2由前述的(12)式表示。在被提供了斜波的第2輸入端的電壓與第1輸入端的電壓大致一致的定時，比較部31的比較輸出反轉。在從開始向第2輸入端輸入斜波起經過了規定期間的時刻（時刻T5），參照信號生成部16停止斜波的生成。在第1次讀出時計測部32以向下計數模式進行計測，在第2次讀出時計測部32以向上計數模式進行計測。因此，得到(13)式的右邊第2項（VS-VR）的計測值作為計測部32的計測值。如上所述，根據本實施方式，在晶體管P6、P7的復位動作結束后，變更部18b（電容元件C3和開關元件SW2）將第2輸入端IN2的電壓變更為更高的電壓，使得第1輸入端IN1與第2輸入端IN2之間的電壓差成為能夠保證比較部31的比較動作的電壓。由此，比較部31能夠可靠地進行參照信號Ramp與像素信號Pixel的比較動作。此外，經由電容元件C3提供規定電壓變化，由此變更差分放大器的輸入端的電壓。由此，不會將差分放大器的輸入端的電壓變更為所需要的電壓以上的高電壓，能夠更高速地進行AD轉換。此外，將第1實施方式中的(3)式與本實施方式中的(12)式的右邊第3項（VRamp(t)-VDD）的系數進行比較，在(3)式中系數小于1，在(12)式中系數是1。因此，在本實施方式中，AD轉換動作不會因設置了電容元件而引起增益下降。（第5實施方式）接著，對本發明的第5實施方式進行說明。圖12示出本實施方式的（C）MOS攝像裝置的結構的一例。以下，對本實施方式的結構進行說明。圖12所示的攝像裝置1d的結構中，與圖9的不同之處是模擬部6的結構。本實施方式的模擬部6具有減法運算（CDS處理）電路。模擬部6以外的結構與圖9所示的結構大致相同，因此省略說明。接著，對本實施方式的動作進行說明。與第4實施方式的攝像裝置1c的動作的不同之處是在模擬部6中設置減法運算（CDS處理）電路進行的AD轉換動作。以下，以本實施方式的動作中與第4實施方式不同的部分為中心進行說明。與第1實施方式同樣，在單位像素3中輸出復位電平和信號電平。如以下那樣進行AD轉換。例如對以規定斜率下降的斜波（參照信號Ramp）、和與作為來自單位像素3的像素信號的復位電平和信號電平之間的差分對應的電壓（差分信號電平）進行比較。例如用基準時鐘計測從生成了在該比較處理中使用的斜波的時刻開始到與差分信號電平對應的信號與斜波（斜坡電壓）一致為止的期間，由此，得到與差分信號電平的大小對應的數字數據。在此，在第1次讀出動作中從攝像部2的選擇行的各單位像素3讀出復位電平，作為模擬像素信號。然后，在第2次讀出動作中讀出信號電平。然后，按時間序列將復位電平和信號電平通過垂直信號線13輸入到模擬部6。<第1次讀出>在從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第1次讀出穩定后，鉗位開關SWclp與采樣保持開關SWsh成為接通（ON）狀態，進而進行比較部31的復位動作。此外，在參照信號生成部16中，電容元件Cref的一端的電壓被設定為VDD。接著，變更部18b將被提供了參照信號Ramp的比較部31的第2輸入端的電壓變更為比復位電平高的規定電壓。接著，鉗位開關SWclp成為斷開（OFF）狀態。<第2次讀出>接著，在第2次讀出時，讀出與每個單位像素3的入射光量對應的信號電平。在該第2次讀出時，不進行比較部31的復位動作和變更部18b的變更動作。此外，由于鉗位開關SWclp是斷開（OFF）狀態。因此，當輸入到鉗位電容Cclp的電壓從復位電平變化為信號電平時，緩沖部B1的輸入電壓變化與前述變化對應的電壓（VS-VR）。對應于該變化，緩沖部B2的輸入電壓和輸出電壓也同樣地變化。由此，向比較部31的第1輸入端提供信號電平與復位電平的差分信號電平（VS-VR）。在信號電平讀出后，采樣保持開關SWsh成為斷開（OFF）狀態。在從任意的像素行的單位像素3向垂直信號線13的第2次讀出穩定后，定時控制部20對參照信號生成部16提供斜波生成的控制數據。在接收到該控制數據后，參照信號生成部16輸出參照信號Ramp。比較部31對被提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了差分信號電平的第1輸入端的電壓進行比較。在本實施方式中，與第2實施方式相同，在比較部31的復位動作結束后，即便在構成比較部31的差分放大器的兩個輸入端的電壓中殘留一些偏差，比較部31的比較開始時的第2輸入端IN2的電壓也比第1輸入端IN1的電壓高。因此，能夠可靠地使比較部31的輸出在比較動作中反轉，能夠保證比較部31的比較動作。比較部31將被提供了來自參照信號生成部16的參照信號Ramp的第2輸入端的電壓與被提供了差分信號電平的第1輸入端的電壓進行比較，當雙方的電壓大致一致時，使比較輸出反轉。計測部32根據比較部31的比較開始，以向上計數模式開始計測，并保持比較部31的比較輸出發生了反轉的時刻的計測值。即，計測部32保持與從信號電平中減去復位電平的（CDS處理）后得到的信號分量對應的數字數據。在經過規定期間后，定時控制部20停止向參照信號生成部16提供控制數據，并停止基準時鐘的輸出。由此，參照信號生成部16停止參照信號Ramp的生成。接著，對比較部31的輸入端中的電壓變化詳細地進行說明。圖13示出比較部31和變更部18b的具體的電路結構的一例。圖13所示的電路結構與圖10所示的電路結構大致相同，因此省略說明。以下，對本實施方式的動作進行說明。在此，將地GND的電壓設為VGND、復位電平的電壓設為VR、信號電平的電壓設為VS（其中，VS≦VR）、電容元件C2的電容值設為C2、電容元件C3的電容值設為C3。在圖13中示出比較部31內的差分放大器的第1輸入端IN1和第2輸入端IN2的電壓變化、以及參照信號Ramp的波形。將復位電平作為來自單位像素3的像素信號Pixel提供給第1輸入端IN1，從參照信號生成部16提供給第2輸入端IN2的參照信號Ramp穩定。然后，定時控制部20在比較部31的比較開始之前激活復位脈沖Reset（低電平有效）。由此，晶體管P6、P7成為導通（ON）狀態而使晶體管N1、N2的各柵極與漏極短路，將這些晶體管N1、N2的工作點作為漏極電壓，兩個輸入端的電壓被復位。在復位動作中，電容元件C3的另一端通過開關元件SW2與地GND連接。通過由該復位確定的工作點，差分放大器的兩個輸入端的電壓、即晶體管N1、N2的各柵極電壓的偏移分量基本被消除。即，差分放大器的兩個輸入端的電壓被復位成為大致相同的電壓VRST。在該時刻（時刻T1），第1輸入端IN1的電壓是VRST，第2輸入端IN2的電壓是VRST。復位后，晶體管P6、P7成為截止（OFF）狀態。接著，開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電容元件C2的另一端連接，由此，將被提供了參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓、即晶體管N2的柵極電壓從電壓VRST變更提高至規定電壓。在復位動作和變更動作的期間內，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與電源VDD連接。電容元件C3的另一端的電壓從VGND到VDD變化（VDD-VGND），因此在該時刻（時刻T2），第2輸入端IN2的電壓VIN2由以下的(14)式表示。接著，將信號電平作為來自單位像素3的像素信號Pixel提供給第1輸入端IN1。在通過開關元件SW2將電容元件C3的另一端與電容元件C2的另一端連接的時刻（時刻T2），被提供了復位電平作為像素信號Pixel的電容元件C1的另一端的電壓是VR。此外，在作為像素信號Pixel輸入了信號電平的時刻（時刻T4），電容元件C1的另一端的電壓為VS。因此，在時刻T4的第1輸入端IN1的電壓VIN1由以下的(15)式表示。在該時刻（時刻T4），參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與電源VDD連接。VIN1=VRST+（VS-VR）...(15)在第2次讀出的時刻T4，被提供了參照信號Ramp的第2輸入端IN2的電壓由前述的(14)式表示。在(14)式中VGND＜VDD，在(15)式中VS≦VR，因而(14)式的電壓VIN2比(15)式的電壓VIN1高。即，第2次讀出的比較部31的比較開始時的第2輸入端IN2的電壓比第1輸入端IN1的電壓高。如圖13所示，通過提供隨著時間的經過而減小的斜波作為參照信號Ramp，能夠可靠地使比較部31的輸出在比較動作中反轉，保證比較部31的比較動作。在時刻T4以后，參照信號生成部16的電容元件Cref的一端與恒流源Iref連接，向第2輸入端提供斜波作為參照信號Ramp。在向第2輸入端提供了斜波的時刻以后的第2輸入端IN2的電壓VIN2與在第4實施方式中說明的(12)式相同，由以下的(16)式表示。在被提供了斜波的第2輸入端的電壓與第1輸入端的電壓大致一致的定時，比較部31的比較輸出反轉。在從開始向第2輸入端輸入斜波起經過規定期間的時刻（時刻T5），參照信號生成部16停止斜波的生成。在被提供了斜波的第2輸入端的電壓與第1輸入端的電壓大致一致的定時，比較部31的比較輸出反轉。在從開始向第2輸入端輸入斜波起經過規定期間的時刻（時刻T5），參照信號生成部16停止斜波的生成。在第2次讀出時，計測部32以向上計數模式進行計測，因此得到(15)式的計測值作為計測部32的計測值。如上所述，根據本實施方式，在晶體管P6、P7的復位動作結束后，變更部18b（電容元件C3和開關元件SW2）將第2輸入端IN2的電壓變更提高至更高的電壓，使得第1輸入端IN1與第2輸入端IN2之間的電壓差成為能夠保證比較部31的比較動作的電壓。由此，比較部31能夠可靠地進行參照信號Ramp與像素信號Pixel的比較動作。此外，經由電容元件C3提供規定電壓變化，由此變更差分放大器的輸入端的電壓。由此不會將差分放大器的輸入端的電壓變更為所需要的電壓以上的高電壓，能夠更高速地進行AD轉換。在本實施方式中，可以在1次AD轉換動作中得到數字數據。另外，通過將被提供了參照信號Ramp的第2輸入端的電壓變更提高至規定電壓，可以得到在信號分量（VS-VR）中重疊了偏移分量（VRST）的數字數據。不過，通過使用在攝像部2中設置的遮光像素或啞元像素的數據來計算偏移分量的數字數據，從計測部32的計測值中減去偏移分量的數字數據，可以抑制偏移分量。此外，在本實施方式中，AD轉換動作不會因設置了電容元件而引起增益下降。