(57)【要約】【課題】消費電力を抑制する。【解決手段】レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部は、複数の電流源と、電流源が流す電流を制御する複数のスイッチとを含む複数のDACと、参照信号を出力するための負荷抵抗とを有する。さらに、参照信号出力部は、３個以上の電源に接続され、３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とを有する。本技術は、例えば、参照信号比較型のAD変換を行うイメージセンサ等に適用することができる。【選択図】図３
2018037758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素と、
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
前記画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号とを比較し、前記電気信号と前記参照信号との比較結果を用いて、前記電気信号のAD(Analog to Digital)変換を行うAD変換部と
を備え、
前記参照信号出力部は、
複数の電流源と、前記電流源が流す電流を制御する複数のスイッチとを含む複数のDACと、
前記電流が流れることで、前記参照信号を出力する負荷抵抗と
を有し、
３個以上の電源に接続され、
前記３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、前記スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、前記負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とを有する
イメージセンサ。
【請求項２】
前記電流源のオン／オフを制御することにより、前記負荷抵抗に流れる電流の経路を変更する
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記参照信号として出力する電圧の範囲に応じて、前記電流源のオン／オフを制御することにより、前記負荷抵抗に電流を流すDACを変更する
請求項２に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記DACは、
前記第１経路上及び第２経路上にあり、前記電源の組み合わせの一方の電源から他方の電源に向かう電流を流し、
前記スイッチによって、前記負荷抵抗に流れる電流を制御することで、所定の範囲の電圧の前記参照信号を出力させ、
前記参照信号の出力に使用されるDACを、前記参照信号として出力する電圧の範囲に応じて変更する
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記３個以上の電源のうちの１個の電源は、グランドである
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記３個以上の電源は、正電圧の電源と、負電圧の電源とを含む
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
光を集光する光学系と、
光を受光し、前記光の受光量に対応する信号を出力するイメージセンサと
を備え、
前記イメージセンサは、
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素と、
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
前記画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号とを比較し、前記電気信号と前記参照信号との比較結果を用いて、前記電気信号のAD(Analog to Digital)変換を行うAD変換部と
を備え、
前記参照信号出力部は、
複数の電流源と、前記電流源が流す電流を制御する複数のスイッチとを含む複数のDACと、
前記電流が流れることで、前記参照信号を出力する負荷抵抗と
を有し、
３個以上の電源に接続され、
前記３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、前記スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、前記負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とを有する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、イメージセンサ、及び、電子機器に関し、特に、例えば、消費電力を抑制することができるようにするイメージセンサ、及び、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル（スチル／ビデオ）カメラその他の電子機器では、画像を撮像する固体撮像装置として、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサが用いられる。
【０００３】
CMOSイメージセンサでは、ADC(Analog to Digital Converter)において、例えば、画素から得られる電気信号と、レベルが変化する参照信号とが比較され、その電気信号と参照信号との比較結果を用いて、画素から得られる電気信号のAD(Analog to Digital)変換が行われる。
【０００４】
以上のように、参照信号との比較結果を用いて行うAD変換は、参照信号比較型のAD変換と呼ばれる。参照信号比較型のAD変換では、参照信号が用いられるため、その参照信号を生成するDAC(Digital to Analog Converter)が必要となる。参照信号を生成するDACとしては、例えば、電流出力型DACが用いられる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2015-053708号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
参照信号として出力する電圧の範囲が正電圧の範囲である場合、DACには、正電圧の電源（正電源）とGND(ground)（グランド）とを接続することで、正電圧の範囲の参照信号を生成することができる。
【０００７】
また、参照信号として出力する電圧の範囲が正電圧から負電圧にまで及ぶ場合には、DACに、正電源と、負電圧の電源（負電源）とを接続することで、正電圧から負電圧に亘る範囲の参照信号を生成することができる。
【０００８】
ところで、1個のDACに、正電源及び負電源を接続した場合、正電源から負電源に向かって、定常的に、電流が流れるため、DACに、正電源及びGNDを接続した場合に比較して、消費電力が大きく増加する。
【０００９】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、消費電力を抑制することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術のイメージセンサは、光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素と、レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、前記画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号とを比較し、前記電気信号と前記参照信号との比較結果を用いて、前記電気信号のAD(Analog to Digital)変換を行うAD変換部とを備え、前記参照信号出力部は、複数の電流源と、前記電流源が流す電流を制御する複数のスイッチとを含む複数のDACと、前記電流が流れることで、前記参照信号を出力する負荷抵抗とを有し、３個以上の電源に接続され、前記３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、前記スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、前記負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とを有するイメージセンサである。
【００１１】
本技術の電子機器は、光を集光する光学系と、光を受光し、前記光の受光量に対応する信号を出力するイメージセンサとを備え、前記イメージセンサは、光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素と、レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、前記画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号とを比較し、前記電気信号と前記参照信号との比較結果を用いて、前記電気信号のAD(Analog to Digital)変換を行うAD変換部とを備え、前記参照信号出力部は、複数の電流源と、前記電流源が流す電流を制御する複数のスイッチとを含む複数のDACと、前記電流が流れることで、前記参照信号を出力する負荷抵抗とを有し、３個以上の電源に接続され、前記３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、前記スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、前記負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とを有する電子機器である。
【００１２】
本技術のイメージセンサ及び電子機器においては、前記電気信号と、前記参照信号とを比較した比較結果を用いて、前記電気信号のAD変換が行われる。前記参照信号を出力する前記参照信号出力部では、複数のDACにおいて、複数の電流源が流す電流が複数のスイッチにより制御され、負荷抵抗に、前記電流が流れることで、前記参照信号が出力される。前記参照信号出力部は、３個以上の電源に接続され、前記３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれには、前記スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、前記負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とが存在する。
【００１３】
なお、イメージセンサは、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本技術によれば、消費電力を抑制することが可能となる。
【００１５】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本技術を適用したディジタルカメラの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】イメージセンサ２の構成例を示すブロック図である。
【図３】参照信号出力部３３の構成例の概要を示す回路図である。
【図４】参照信号出力部３３の第１の構成例を示す回路図である。
【図５】参照信号出力部３３の第１の構成例の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【図６】参照信号出力部３３の第１の構成例の動作の他の例を説明するタイミングチャートであ
【図７】参照信号出力部３３の第２の構成例を示す回路図である。
【図８】参照信号出力部３３の第２の構成例の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【図９】参照信号出力部３３の第３の構成例を示す回路図である。
【図１０】参照信号出力部３３の第３の構成例の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【図１１】参照信号出力部３３の第４の構成例を示す回路図である。
【図１２】参照信号出力部３３の第４の構成例の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【図１３】参照信号出力部３３の第５の構成例を示す回路図である。
【図１４】参照信号出力部３３の第６の構成例を示す回路図である。
【図１５】参照信号出力部３３の第６の構成例の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【図１６】イメージセンサ２を使用する使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜本技術を適用したディジタルカメラの一実施の形態＞
【００１８】
図１は、本技術を適用したディジタルカメラの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００１９】
なお、ディジタルカメラは、静止画、及び、動画のいずれも撮像することができる。
【００２０】
図１において、ディジタルカメラは、光学系１、イメージセンサ２、メモリ３、信号処理部４、出力部５、及び、制御部６を有する。
【００２１】
光学系１は、例えば、図示せぬズームレンズや、フォーカスレンズ、絞り等を有し、外部からの光を、イメージセンサ２に入射させる。
【００２２】
イメージセンサ２は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサであり、光学系１からの入射光を受光し、光電変換を行って、光学系１からの入射光に対応する画像データを出力する。
【００２３】
メモリ３は、イメージセンサ２が出力する画像データを一時記憶する。
【００２４】
信号処理部４は、メモリ３に記憶された画像データを用いた信号処理としての、例えば、ノイズの除去や、ホワイトバランスの調整等の処理を行い、出力部５に供給する。
【００２５】
出力部５は、信号処理部４からの画像データを出力する。
【００２６】
すなわち、出力部５は、例えば、液晶等で構成されるディスプレイ（図示せず）を有し、信号処理部４からの画像データに対応する画像を、いわゆるスルー画として表示する。
【００２７】
また、出力部５は、例えば、半導体メモリや、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体を駆動するドライバ（図示せず）を有し、信号処理部４からの画像データを記録媒体に記録する。
【００２８】
制御部６は、ユーザの操作等に従い、ディジタルカメラを構成する各ブロックを制御する。
【００２９】
以上のように構成されるディジタルカメラでは、イメージセンサ２が、光学系１からの入射光を受光し、その入射光に応じて、画像データを出力する。
【００３０】
イメージセンサ２が出力する画像データは、メモリ３に供給されて記憶される。メモリ３に記憶された画像データについては、信号処理部４による信号処理が施され、その結果得られる画像データは、出力部５に供給されて出力される。
【００３１】
＜イメージセンサ２の構成例＞
【００３２】
図２は、図１のイメージセンサ２の構成例を示すブロック図である。
【００３３】
図２において、イメージセンサ２は、画素アレイ１０、制御部２０、画素駆動部２１、列並列AD変換装置２２、及び、出力部２３を有する。
【００３４】
画素アレイ１０は、光電変換を行うM×N個（M及びNは、1以上の整数）の画素１１1,1，１１1,2，・・・，１１1,N，１１2,1，１１2,2，・・・，１１2,N，・・・，１１M,1，１１M,2，・・・，１１M,Nを有し、画像を撮像する撮像部（撮像素子）として機能する。
【００３５】
M×N個の画素１１1,1ないし１１M,Nは、２次元平面上に、M行N列の行列（格子）状に配置されている。
【００３６】
画素アレイ１０の、（上から）m行目（m＝1,2,・・・,M）の行方向（横方向）に並ぶN個の画素１１m,1ないし１１m,Nには、行方向に延びる画素制御線４１mが接続されている。
【００３７】
また、（左から）n列目（n＝1,2,・・・,N）の列方向（縦方向）に並ぶM個の画素１１1,nないし１１M,nには、列方向に延びるVSL(Vertical Signal Line)４２nが接続されている。VSL４２nには、画素１１1,nないし１１M,nの他、電流源４３nが接続されている。
【００３８】
画素１１m,nは、そこに入射する光（入射光）の光電変換を行う。さらに、画素１１m,nは、光電変換によって得られる電荷に対応する電圧（電気信号）を、画素駆動部２１からの、画素制御線４１mを介しての制御に従い、VSL４２n上に出力する。
【００３９】
なお、画素１１m,nは、例えば、ベイヤ配列等の色フィルタ（図示せず）を介して入射する所定の色の光の光電変換を行うことができる。
【００４０】
制御部２０は、画素駆動部２１や、列並列AD変換装置２２（を構成するオートゼロ制御部３２や、参照信号出力部３３等）、その他の必要なブロックを、所定のロジック等に従って制御する。
【００４１】
画素駆動部２１は、制御部２０の制御に従い、画素制御線４１mを介して、その画素制御線４１mに接続されている画素１１m,1ないし１１m,Nを制御（駆動）する。
【００４２】
列並列AD変換装置２２は、各行に並ぶ画素１１m,1ないし１１m,Nそれぞれと、VSL４２1ないし４２Nを介して接続されており、したがって、画素１１m,nがVSL４２n上に出力する電気信号（電圧）（以下、VSL信号ともいう）は、列並列AD変換装置２２に供給される。
【００４３】
列並列AD変換装置２２は、一行に並ぶ画素１１m,1ないし１１m,Nそれぞれから、VSL４２1ないし４２Nを介して供給されるVSL信号のAD変換を、並列で行う列並列AD変換装置であり、AD変換の結果得られるディジタルデータを、画素１１m,1ないし１１m,Nの画素値（画素データ）として、出力部２３に供給する。
【００４４】
ここで、列並列AD変換装置２２は、一行に並ぶN個の画素１１m,1ないし１１m,Nすべての電気信号のAD変換を、並列で行う他、そのN個の画素１１m,1ないし１１m,Nのうちの、N個未満の1個以上の画素の電気信号のAD変換を、並列で行うことができる。
【００４５】
但し、以下では、説明を簡単にするため、列並列AD変換装置２２は、一行に並ぶN個の画素１１m,1ないし１１m,NすべてのVSL信号のAD変換を、並列で行うこととする。
【００４６】
列並列AD変換装置２２は、一行に並ぶN個の画素１１m,1ないし１１m,NすべてのVSL信号のAD変換を、並列で行うために、N個のADC(Analog to Digital Converter)３１1ないし３１Nを有する。
【００４７】
さらに、列並列AD変換装置２２は、オートゼロ制御部３２、参照信号出力部３３、及び、クロック出力部３４を有する。
【００４８】
オートゼロ制御部３２は、ADC３１nが有する、図示せぬ比較器のオートゼロ処理を制御するための信号であるAZパルス（オートゼロパルス）を、オートゼロ制御線３２Ａを介して、ADC３１1ないし３１Nに供給（出力）する。オートゼロ処理では、ADC３１nが有する比較器の反転入力端子及び非反転入力端子のDC(Direct Current)レベルが調整される。
【００４９】
参照信号出力部３３は、例えば、DAC(Digital to Analog Converter)で構成され、ランプ(ramp)信号のような一定の傾きで、所定の初期値から所定の最終値までレベル（電圧）が変化する期間を有する参照信号を、参照信号線３３Ａを介して、ADC３１1ないし３１Nに供給（出力）する。
【００５０】
なお、本実施の形態では、参照信号として、例えば、一定の変化の割合でレベル（電圧）が小さくなっていくスロープを含む信号を採用することとする。但し、参照信号としては、その他、例えば、一定の変化の割合でレベルが大きくなっていくスロープを含む信号や、非線形にレベルが単調減少又は単調増加する区間を含む信号等を採用することができる。
【００５１】
クロック出力部３４は、所定の周波数のクロックを、クロック線３４Ａを介して、ADC３１1ないし３１Nに供給（出力）する。
【００５２】
ADC３１nは、VSL４１nに接続されており、したがって、ADC３１nには、画素１１m,nがVSL４１n上に出力するVSL信号（電気信号）が供給される。
【００５３】
ADC３１nは、画素１１m,nが出力するVSL信号のAD変換を、参照信号出力部３３からの参照信号、及び、クロック出力部３４からのクロックを用いて行い、さらに、CDS(Correlated Double Sampling)を行って、画素値としてのディジタルデータを求める。
【００５４】
ここで、ADC３１nは、図示せぬ比較器において、画素１１m,nのVSL信号と、参照信号出力部３３からの参照信号とを比較し、画素１１m,nのVSL信号と参照信号とのレベルが一致するまでの（VSL信号と参照信号との大小関係が逆転するまでの）、参照信号のレベルの変化に要する時間をカウントすることにより、画素１１m,nのVSL信号のAD変換を行う。
【００５５】
ADC３１nにおいて、画素１１m,nのVSL信号と参照信号とのレベルが一致するまでの、参照信号のレベルの変化に要する時間のカウントは、クロック出力部３４からのクロックをカウントすることにより行われる。
【００５６】
また、N個のADC３１1ないし３１Nには、画素アレイ１０の第1行ないし第M行の各行のN個の画素１１m,1ないし１１m,NのVSL信号が、例えば、第1行から順次供給され、そのVSL信号のAD変換、及び、CDSが、行単位で行われる。
【００５７】
出力部２３は、画素値を読み出す列nを選択し、その列nのADC３１nから、そのADC３１nで求められた画素１１m,nのAD変換（及びCDS）の結果を、画素値として読み出し、外部（本実施の形態では、メモリ３（図１））に出力する。
【００５８】
なお、ここでは、ADC３１nにおいて、AD変換の他、CDSを行うこととしたが、ADC３１nでは、AD変換のみを行い、CDSは、出力部２３で行うことが可能である。
【００５９】
＜参照信号出力部３３の概要＞
【００６０】
図３は、参照信号出力部３３の構成例の概要を示す回路図である。
【００６１】
参照信号出力部３３は、複数のDACとしての、例えば、2個のDAC１２１及び１２２と、電流が流れることで、参照信号を出力する負荷抵抗Rとを有する。
【００６２】
DAC１２１及び１２２それぞれは、複数の電流源Iと、各電流源Iが流す電流Iを制御する、電流源Iの数と同一の数の複数のスイッチSWとを含む。DAC１２１及び１２２のそれぞれにおいて、電流源Iの数は、同一の数であっても良いし、異なる数であっても良い。
【００６３】
電流源Iは、電流Iを流す。なお、電流源Iは、例えば、制御部２０（図２）の制御に応じて、オン／オフが制御される。また、本実施の形態では、各電流源Iは、同一の値の電流Iを流すが、各電流源Iが流す電流は、例えば、20×I，21×I，22×I，・・・，2n×I，・・・のように、異なる値であってもよい。
【００６４】
スイッチSWは、電流源Iに接続されており、その電流源Iが流す電流Iを制御する。なお、図３では、スイッチSWは、左側の端子A又は右側の端子Bを選択することにより、スイッチSWに接続された電流源Iが流す電流Iを制御する。すなわち、電流源Iが流す電流Iは、スイッチSWが端子Aを選択している場合には、端子Aに流れ、スイッチSWが端子Bを選択している場合には、端子Bに流れる。
【００６５】
参照信号出力部３３は、3個以上の電源としての、例えば、3個の電源１１１，１１２、及び、１１３に接続される。
【００６６】
ここで、図３では、電源１１１は、正電圧VDD(VDD>0)の正電源になっており、電源１１２は、負電圧-VSS(VSS>0)の負電源になっている。また、電源１１３は、GNDになっている。
【００６７】
本実施の形態では、GNDを、電圧が0Vの電源であるとみなして、電源に含める。
【００６８】
なお、参照信号出力部３３に接続される3個以上の電源には、GNDが含まれていなくても良い。すなわち、3個以上の電源としては、例えば、正電源だけ、負電源だけ、又は、正電源及び負電源だけを採用することができる。同様に、3個以上の電源には、正電源又は負電源が含まれていなくても良い。すなわち、3個以上の電源としては、例えば、正電源及びGNDだけや、負電源及びGNDだけ等を採用することができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、参照信号出力部３３に接続される3個以上の電源としての3個の電源１１１ないし１１３が、参照信号出力部３３に設けられているように図示するが、3個以上の電源は、参照信号出力部３３の外部に設けることができる。
【００７０】
参照信号出力部３３に接続される3個以上の電源のうちの2個の電源の組み合わせの中で、2通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、DAC１２１や１２２のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路と、負荷抵抗Rに同一方向の電流を流す第２経路とを有する。
【００７１】
図３では、参照信号出力部３３に接続された3個の電源１１１ないし１１３のうちの2個の電源の組み合わせとしては、電源１１１と電源１１２との組み合わせ、電源１１１と電源１１３との組み合わせ、及び、電源１１２と電源１１３との組み合わせの3通りの組み合わせがある。
【００７２】
3個の電源１１１ないし１１３のうちの2個の電源の組み合わせの中で、電源１１１と電源１１２との組み合わせは、DAC１２１のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路として、経路P11及びP21を有する。経路P11は、電源１１１から、DAC１２１を経由して、電源１１２に至る経路であり、経路P21は、電源１１１から、DAC１２１及び負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に至る経路である。
【００７３】
さらに、電源１１１と電源１１２との組み合わせは、負荷抵抗Rに同一方向（図３では、負荷抵抗Rの上端側から下端側に向かう方向）の電流を流す第２経路として、経路P21を有する。
【００７４】
したがって、電源１１１と電源１１２との組み合わせに関しては、経路P21は、第１経路でもあるし、第２経路でもある。
【００７５】
また、3個の電源１１１ないし１１３のうちの2個の電源の組み合わせの中で、電源１１２と電源１１３との組み合わせは、DAC１２２のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路として、経路P12及びP22を有する。経路P12は、電源１１３から、DAC１２２を経由して、電源１１２に至る経路であり、経路P22は、電源１１３から、DAC１２２及び負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に至る経路である。
【００７６】
さらに、電源１１２と電源１１３との組み合わせは、負荷抵抗Rに同一方向の電流を流す第２経路として、経路P22を有する。
【００７７】
したがって、電源１１２と電源１１３との組み合わせに関しては、経路P22は、第１経路でもあるし、第２経路でもある。
【００７８】
ここで、図３では、第１経路になっている経路（経路P11やP12）とは別に、第２経路になっている経路（経路P21やP22）が存在するが、第１経路になっている経路と、第２経路になっている経路とは、必ずしも、別の経路として存在する必要はない。すなわち、第１経路になっている経路と、第２経路になっている経路とは、一致していても良い。
【００７９】
以上のように、図３の参照信号出力部３３は、第１経路及び第２経路を有する電源の組み合わせとして、電源１１１と電源１１２との組み合わせ、及び、電源１１２と電源１１３との組み合わせの2通りの組み合わせを有する。
【００８０】
すなわち、図３の参照信号出力部３３において、電源１１１は、DAC１２１の各電流源Iの一端に接続されている。DAC１２１において、電流源Iの他端は、スイッチSWに接続されている。さらに、DAC１２１において、スイッチSWの端子Aは、電源１１２及び負荷抵抗Rの一端である下端に接続され、スイッチSWの端子Bは、負荷抵抗Rの他端である上端に接続されている。
【００８１】
また、電源１１３は、DAC１２２の各電流源Iの一端に接続されている。DAC１２２において、電流源Iの他端は、スイッチSWに接続されている。さらに、DAC１２２において、スイッチSWの端子Aは、負荷抵抗Rの上端に接続され、スイッチSWの端子Bは、電源１１２及び負荷抵抗Rの下端に接続されている。
【００８２】
以上のように構成される参照信号出力部３３では、DAC１２１の電流源Iが流す電流は、電源１１１から、DAC１２１のスイッチSWの端子Aを経由して、又は、DAC１２１のスイッチSWの端子B、及び、負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に流れる。
【００８３】
したがって、DAC１２１が、N個の電流源Iを有することとすると、DAC１２１のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、電源１１１から電源１１２には、電流I×Nの定電流が流れる。
【００８４】
その結果、DAC１２１だけを考慮すると、参照信号出力部３３においては、DAC１２１のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、定電流I×Nが流れるので、参照信号出力部３３に流れる電流が変動することに起因して、ADC３１nでのAD変換に誤差が生じることを防止することができる。
【００８５】
参照信号出力部３３では、DAC１２２の電流源Iが流す電流は、電源１１３から、DAC１２２のスイッチSWの端子Bを経由して、又は、DAC１２２のスイッチSWの端子A、及び、負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に流れる。
【００８６】
したがって、DAC１２２が、N個の電流源Iを有することとすると、DAC１２２のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、電源１１３から電源１１２には、電流I×Nの定電流が流れる。
【００８７】
その結果、DAC１２２だけを考慮すると、参照信号出力部３３においては、DAC１２２のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、定電流I×Nが流れるので、参照信号出力部３３に流れる電流が変動することに起因して、ADC３１nでのAD変換に誤差が生じることを防止することができる。
【００８８】
図３では、負荷抵抗Rに0以上の電流が流れることで、負荷抵抗Rの上端の電圧DAOUTが、参照信号DAOUTとして出力される。
【００８９】
図３では、負荷抵抗Rに流れる電流が大であるほど、電圧DAOUTは高くなる。
【００９０】
例えば、DAC１２１に注目すると、DAC１２１において、スイッチSWすべてが、端子Bを選択しているとき、負荷抵抗Rに流れる電流は最大となって、電圧DAOUTが、最大になる。そして、DAC１２１において、端子Aを選択するスイッチSWが多くなるほど、電圧DAOUTは低下し、スイッチSWすべてが端子Aを選択しているとき、負荷抵抗Rに流れる電流は0となって、電圧DAOUTは、最小になる。
【００９１】
したがって、例えば、DAC１２１において、端子Bから端子Aを選択するスイッチSWを多くしていくことで、一定の変化の割合でレベルが小さくなっていくスロープを含む参照信号DAOUTを生成することができる。
【００９２】
また、図３の参照信号出力部３３は、正電圧VDDの電源１１１及び負電圧-VSSの電源１１２に接続されているので、理論的（理想的）には、正電圧VDDから負電圧-VSSまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【００９３】
以下、説明する参照信号出力部３３の各構成例は、いずれも、図３で説明したように、複数の電流源と電流源が流す電流を制御する複数のスイッチとを含む複数のDACと、電流が流れることで、参照信号を出力する負荷抵抗とを有し、３個以上の電源に接続され、３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とを有する。
【００９４】
＜参照信号出力部３３の第１の構成例＞
【００９５】
図４は、参照信号出力部３３の第１の構成例を示す回路図である。
【００９６】
なお、図中、図３の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【００９７】
図４において、参照信号出力部３３は、DAC２１１及び２１２、デコーダ２１３、並びに、負荷抵抗Rを有する。
【００９８】
また、図４において、参照信号出力部３３は、正電圧VDDの電源１１１、負電圧-VSSの電源１１２、及び、GNDである電源１１３に接続されている。すなわち、DAC２１１は、電源１１１及び１１３に接続され、DAC２１２は、電源１１１及び１１２に接続されている。
【００９９】
DAC２１１及び２１２それぞれは、複数の電流源Iと、各電流源Iが流す電流Iを制御する、電流源Iの数と同一の数の複数のスイッチSWとを含む。DAC２１１及び２１２のそれぞれにおいて、電流源Iの数は、同一の数であっても良いし、異なる数であっても良い。
【０１００】
DAC２１１では、電流源Iの一端が電源１１３としてのGNDに接続され、電流源Iの他端が、スイッチSWに接続されている。
【０１０１】
DAC２１１において、スイッチSWは、デコーダ２１３の制御に従い、左の端子A又は右の端子Bを選択し、これにより、スイッチSWに接続された電流源Iが流す電流Iを制御する。
【０１０２】
DAC２１１において、端子Aは、電源１１１に接続され、端子Bは、負荷抵抗Rの下端に接続されている。
【０１０３】
DAC２１２では、電流源Iの一端が電源１１２に接続され、電流源Iの他端が、スイッチSWに接続されている。
【０１０４】
DAC２１２において、スイッチSWは、デコーダ２１３の制御に従い、左の端子A又は右の端子Bを選択し、これにより、スイッチSWに接続された電流源Iが流す電流Iを制御する。
【０１０５】
DAC２１２において、端子Aは、負荷抵抗Rの下端に接続され、端子Bは、電源１１１に接続されている。
【０１０６】
デコーダ２１３は、例えば、制御部２０（図２）の制御にしたがって、DAC２１１及び２１２のスイッチSWの、端子A又はBの選択を制御する。すなわち、デコーダ２１３は、制御部２０の制御にしたがって、ディジタル値のカウントを行い、そのディジタル値に対応する（アナログ）電流が、負荷抵抗Rを流れるように、DAC２１１及び２１２のスイッチSWに、端子A又はBを選択させる。
【０１０７】
図４では、上述したように、負荷抵抗Rの下端に、DAC２１１の端子B、及び、DAC２１２の端子Aが接続されている。また、負荷抵抗Rの上端は、電源１１１に接続され、負荷抵抗Rの下端の電圧DAOUTが、参照信号DAOUTとして出力される。
【０１０８】
したがって、図４では、参照信号DAOUTとしての電圧は、電源１１１の電圧VDDを基準とする電圧であり、負荷抵抗Rに流れる電流をiで表すこととすると、式DAOUT=VDD-iRで表される。
【０１０９】
図４の参照信号出力部３３では、DAC２１１に接続された電源１１１及び１１３の組み合わせは、電源１１１から、DAC２１１の端子A及び電流源Iを経由して、電源１１３に至る経路と、電源１１１から、負荷抵抗R、DAC２１１の端子B及び電流源Iを経由して、電源１１３に至る経路とを、DAC２１１のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路として有する。
【０１１０】
さらに、電源１１１及び１１３の組み合わせは、電源１１１から、負荷抵抗R、DAC２１１の端子B及び電流源Iを経由して、電源１１３に至る経路を、負荷抵抗Rに同一方向（本実施の形態では、上から下に向かう方向）の電流を流す第２経路として有する。
【０１１１】
また、DAC２１２に接続された電源１１１及び１１２の組み合わせは、電源１１１から、DAC２１２の端子B及び電流源Iを経由して、電源１１２に至る経路と、電源１１１から、負荷抵抗R、DAC２１２の端子A及び電流源Iを経由して、電源１１２に至る経路とを、DAC２１２のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路として有する。
【０１１２】
さらに、電源１１１及び１１２の組み合わせは、電源１１１から、負荷抵抗R、DAC２１２の端子A及び電流源Iを経由して、電源１１２に至る経路を、負荷抵抗Rに同一方向の電流を流す第２経路として有する。
【０１１３】
ここで、DAC２１１は、そのDAC２１１に接続された電源１１１及び１１３の組み合わせが有する第１経路上及び第２経路上に存在する。同様に、DAC２１２は、そのDAC２１２に接続された電源１１１及び１１２の組み合わせが有する第１経路上及び第２経路上に存在する。
【０１１４】
以上のように構成される参照信号出力部３３では、DAC２１１の電流源Iが流す電流は、電源１１１から、DAC２１１のスイッチSWの端子Aを経由して、又は、負荷抵抗R、及び、DAC２１１のスイッチSWの端子Bを経由して、電源１１３に流れる。
【０１１５】
したがって、DAC２１１が、N個の電流源Iを有することとすると、DAC２１１のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、DAC２１１は、電源１１１から電源１１２に向かう電流I×Nの定電流を流す。
【０１１６】
その結果、DAC２１１だけを考慮すると、参照信号出力部３３においては、DAC２１１のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、定電流I×Nが流れるので、参照信号出力部３３に流れる電流が変動することに起因して、ADC３１nでのAD変換に誤差が生じることを防止することができる。
【０１１７】
また、参照信号出力部３３では、DAC２１２の電流源Iが流す電流は、電源１１１から、DAC２１２のスイッチSWの端子Bを経由して、又は、負荷抵抗R、及び、DAC２１２のスイッチSWの端子Aを経由して、電源１１２に流れる。
【０１１８】
したがって、DAC２１２が、N個の電流源Iを有することとすると、DAC２１２のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、DAC２１２は、電源１１１から電源１１２に向かう電流I×Nの定電流を流す。
【０１１９】
その結果、DAC２１２だけを考慮すると、参照信号出力部３３においては、DAC２１２のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、定電流I×Nが流れるので、参照信号出力部３３に流れる電流が変動することに起因して、ADC３１nでのAD変換に誤差が生じることを防止することができる。
【０１２０】
なお、図４において、DAC２１１の電流源Iが流す電流のうちの、電源１１１から、DAC２１１のスイッチSWの端子Aを経由して、電源１１３に流れる電流は、参照信号DAOUTの生成に寄与しない電流であり、いわば、電源１１１を捨て先とする捨て電流である。
【０１２１】
同様に、DAC２１２の電流源Iが流す電流のうちの、電源１１１から、DAC２１２のスイッチSWの端子Bを経由して電源１２２に流れる電流は、電源１１１を捨て先とする捨て電流である。
【０１２２】
上述したように、図４の参照信号出力部３３が出力する参照信号DAOUTは、負荷抵抗Rに流れる電流をiで表すこととすると、式DAOUT=VDD-iRで表される。すなわち、負荷抵抗Rに流れる電流が大であるほど、参照信号DAOUTとしての電圧は低くなる。
【０１２３】
例えば、DAC２１２に注目すると、DAC２１２において、スイッチSWすべてが、端子Bを選択しているとき、負荷抵抗Rに流れる電流は最小となって、参照信号DAOUTとしての電圧が、最大になる。また、DAC２１２において、端子Aを選択するスイッチSWが多くなるほど、負荷抵抗Rを流れる電流が大になり、電参照信号DAOUTとしての電圧は低下する。そして、DAC２１２において、スイッチSWすべてが端子Aを選択しているとき、負荷抵抗Rに流れる電流は最大となって、参照信号DAOUTとしての電圧は、最小になる。
【０１２４】
したがって、例えば、DAC２１２において、端子Aを選択するスイッチSWを多くしていくことで、一定の変化の割合でレベルが小さくなっていくスロープを含む参照信号DAOUTを生成することができる。
【０１２５】
図４の参照信号出力部３３では、DAC２１２が、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されているので、DAC２１１及び２１２のうちの、DAC２１２だけを動作させ、そのDAC２１２のスイッチSWによって、負荷抵抗Rに流れる電流を制御することで、正電圧VDD以下の正電圧から、負電圧-VSS以上の負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０１２６】
但し、DAC２１２だけを動作させることにより、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成する場合、DAC２１２では、常に（定常的に）、上述した定電流I×Nが流れる。
【０１２７】
いま、正電圧VDDの電源１１１から流れる電流を、Iddと表すとともに、負電圧-VSSの電源１１２に流れ込む電流を、Issと表すこととすると、電流Idd及びIssは、定電流I×Nになる。
【０１２８】
そして、DAC２１２だけを動作させることにより、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成する場合、参照信号出力部３３の消費電力Pは、常時、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される電力となる。
【０１２９】
ところで、図４の参照信号出力部３３では、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２１２の他、正電圧VDDの電源１１１、及び、GNDである電源１１３に接続されたDAC２１１を有する。
【０１３０】
正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２１２では、上述のように、正電圧VDD以下の正電圧から、負電圧-VSS以上の負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０１３１】
また、DAC２１２が流す電流は、正電圧VDDの電源１１１と負電圧-VSSの電源１１２との間で流れる。したがって、DAC２１２が流す電流による消費電力は、その電流と電圧VDD+VSSとの積になる。
【０１３２】
一方、正電圧VDDの電源１１１、及び、GNDである電源１１３に接続されたDAC２１１では、正電圧VDD以下の正電圧から、GNDの電圧、すなわち、0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０１３３】
また、DAC２１１が流す電流は、正電圧VDDの電源１１１とGNDである電源１１３との間で流れる。したがって、DAC２１１が流す電流による消費電力は、その電流と、電圧VDDとの積になる。
【０１３４】
いま、説明を簡単にするため、DAC２１１が流す電流と、DAC２１２が流す電流とが等しいこととすると、DAC２１２が流す電流による消費電力は、そのDAC２１２に接続されている電源１１２の負電圧-VSSの分だけ、DAC２１１が流す電流による消費電力よりも大になる。逆に言えば、DAC２１１が流す電流による消費電力は、DAC２１２が流す電流による消費電力よりも小になる。
【０１３５】
以上のように、DAC２１２によれば、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができるが、消費電力が大になる。
【０１３６】
一方、DAC２１１によれば、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTしかを生成することができないが、すなわち、負電圧の参照信号DAOUTを生成することができないが、消費電力が小になる。
【０１３７】
そこで、参照信号出力部３３では、参照信号DAOUTの出力に使用されるDACを、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて変更することで、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力を可能とするとともに、消費電力を抑制する。
【０１３８】
すなわち、参照信号出力部３３では、例えば、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２１１及び２１２のうちの、DAC２１１が使用される。そして、0Vから負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２１２が使用される。
【０１３９】
図５は、図４の参照信号出力部３３の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【０１４０】
すなわち、図５は、電源１１１を流れる電流Idd、電源１１２を流れる電流Iss、DAC２１１及び２１２の電流源Iのオン／オフの状態、並びに、参照信号DAOUTの例を示している。
【０１４１】
なお、ここでは、説明を簡単にするため、DAC２１１の電流源Iの数と、DAC２１２の電流源Iの数とは、いずれも、N個であることとする。この場合、DAC２１１が流す電流と、DAC２１２が流す電流とは、いずれも、I×Nの定電流となる。
【０１４２】
正電圧から負電圧までに変化する参照信号DAOUTを出力するにあたり、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力については、図５に示すように、DAC２１１の電流源Iはオンに制御され、DAC２１２の電流源Iはオフに制御される。
【０１４３】
デコーダ２１３は、（電流源Iが）オンのDAC２１１において、端子Aから端子Bを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図５に示すように、徐々に低下していく。
【０１４４】
正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、電源１１１を流れる電流Iddは、DAC２１１（の電流源Iのすべて）が流す定電流I×Nになる。
【０１４５】
また、正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、DAC２１２の電流源Iはオフになっているため、DAC２１２が流す電流は0であり、そのDAC２１２に接続された電源１１２に流れる電流Issも、0になる。
【０１４６】
その後、参照信号DAOUTが、DAC２１１を使用して（かつ、DAC２１２を使用せずに）出力することができる最小の電圧である0Vになると、以降の負電圧の参照信号DAOUTの出力については、図５に示すように、DAC２１１の電流源Iはオフに制御され、DAC２１２の電流源Iはオンに制御される。
【０１４７】
DAC２１１の電流源Iがオフにされることにより、DAC２１１に電流は流れなくなるが、DAC２１２の電流源Iがオンにされることにより、DAC２１２が流す電流が0からI×Nになる。
【０１４８】
DAC２１２が流す電流は、オフになる前のDAC２１１が流していた電流I×Nに等しく、DAC２１２に接続された電源１１２に流れる電流Issは、図５に示すように、DAC２１２が流す電流I×Nになる。
【０１４９】
また、電源１１１を流れる電流Iddは、DAC２１１が流す電流がI×Nから0になる一方で、DAC２１２が流す電流が0からI×Nになるため、図５に示すように、I×Nのままとなる。
【０１５０】
デコーダ２１３は、オンのDAC２１２において、端子Bから端子Aを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図５に示すように、徐々に低下していく。
【０１５１】
以上のように、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて、DAC２１１及び２１２の電流源Iのオン／オフを制御することにより、参照信号DAOUTの出力に使用されるDAC、ひいては、負荷抵抗Rに流れる電流の経路を、DAC２１１を通る経路からDAC２１２を通る経路に変更し、DAOUT>0の範囲では、正電圧VDDの（正）電源１１１に接続されたDAC２１１を動作させ、DAC２１１を通る経路で、負荷抵抗Rに電流を流し、DAOUT<0の範囲では、負電圧-VSSの（負）電源１１２に接続されたDAC２１２を動作させ、DAC２１２を通る経路で、負荷抵抗Rに電流を流すことで、消費電力を抑制することができる。
【０１５２】
すなわち、正電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２１１（の電流源I）をオンにするとともに、DAC２１２をオフにし、負電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２１１をオフにするとともに、DAC２１２をオンにすることで、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを出力するにあたり、消費電力を抑制することができる。
【０１５３】
具体的には、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２１２だけをオンにして（動作させて）、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを出力する場合、図４で説明したように、参照信号出力部３３の消費電力Pは、常時、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される電力となる。
【０１５４】
一方、正電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２１１をオンにするとともに、DAC２１２をオフにし、負電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２１１をオフにするとともに、DAC２１２をオンにする場合には、正電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pは、式P=Vdd×Iddで表され、負電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pは、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される。
【０１５５】
したがって、正電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pが、Vdd×Idd+Vss×Issから、Vdd×Iddに減少する分だけ、消費電力を抑制することができる。
【０１５６】
なお、DAC２１１からDAC２１２への切り替え時には、すなわち、DAC２１１をオフにするとともに、DAC２１２をオンにするときには、デコーダ２１３では、切り替え直前にDAC２１１が負荷抵抗Rに流していた電流と、切り替え直後にDAC２１２が負荷抵抗Rに流す電流とが等しくなるように、DAC２１２でのスイッチSWの端子A又はBの選択が制御される。
【０１５７】
図６は、図４の参照信号出力部３３の動作の他の例を説明するタイミングチャートである。
【０１５８】
すなわち、図６は、電源１１１を流れる電流Idd、電源１１２を流れる電流Iss、DAC２１１及び２１２の電流源Iのオン／オフの状態、並びに、参照信号DAOUTの他の例を示している。
【０１５９】
ここで、参照信号DAOUTの出力に使用するDAC、すなわち、負荷抵抗Rに流れる電流を流すDACを、有効DACともいい、有効DACになっていないDACを無効DACともいう。
図５では、参照信号DAOUTが、DAC２１１を使用して出力することができる最小の電圧である0Vになったときに、有効DACを、DAC２１１からDAC２１２に、瞬時に切り替えたが、有効DACの切り替えは、いわば徐々に（滑らかに）行うことができる。
【０１６０】
すなわち、図５では、参照信号DAOUTが0Vになったときに、DAC２１１の電流源Iのすべてをオフにするとともに、DAC２１２の電流源Iのすべてをオンにすることで、有効DACの切り替えを瞬時に行うこととしたが、有効DACの切り替えは、参照信号DAOUTが0Vになる前の所定の電圧になってから、DAC２１１の電流源Iを徐々にオフにするとともに、DAC２１２の電流源Iを徐々にオンにすることで行うことができる。
【０１６１】
具体的には、図６に示すように、参照信号DAOUTが0Vになる前の所定の電圧になると、DAC２１１のオンになっているN個の電流源Iは、例えば、１個又は複数個ずつ、順次、オフに制御される。
【０１６２】
同時に、DAC２１２のオフになっているN個の電流源Iは、図６に示すように、DAC２１１でオフにされた電流源Iの数だけ、順次、オンに制御される。
【０１６３】
そして、参照信号DAOUTが0Vになるときには、DAC２１１の電流源Iはすべてオフに制御されるとともに、DAC２１２の電流源Iはすべてオンに制御される。
【０１６４】
以上のように、DAC２１１でオフにされた電流源Iの数だけ、DAC２１２の電流源Iがオンにされるので、DAC２１１及び２１２に流れる電流の総量、すなわち、電源１１１を流れる電流Iddは、図６に示すように、I×Nのまま一定になる。
【０１６５】
一方、DAC２１２から電源１１２に流れる電流Issは、図６に示すように、DAC２１２において、オンになる電流源Iの増加に伴って増加し、参照信号DAOUTが0Vになったとき、すなわち、DAC２１１の電流源Iがすべてオフにされるとともに、DAC２１２の電流源Iがすべてオンにされたときに、I×Nになる。
【０１６６】
参照信号DAOUTが0Vになる前の所定の電圧から0Vになるまでの間、DAC２１１及び２１２では、オンになっている電流源Iによって、負荷抵抗Rに流す電流を、いわば分配する。
【０１６７】
デコーダ２１３は、所望の電圧の参照信号DAOUTが得られる電流が負荷抵抗Rに流れるように、DAC２１１及び２１２のスイッチSWを制御する。
【０１６８】
以上のように、有効DACの切り替えを徐々に行う場合には、有効DACの切り替えを瞬時に行う場合に比較して、参照信号DAOUTが不安定になることを抑制することができる。
【０１６９】
すなわち、有効DACの切り替えを瞬時に行う場合には、負荷抵抗Rに流れる電流の経路が、DAC２１１からDAC２１２に瞬時に切り替わる。そのため、有効DACの切り替わり時に、参照信号DAOUTが不安定になるおそれがある。
【０１７０】
一方、有効DACの切り替えを徐々に行う場合には、負荷抵抗Rに流れる電流の経路が、DAC２１１から、DAC２１１及び２１２の両方になり、最終的に、DAC２１２に切り替えられるため、負荷抵抗Rに流れる電流の経路が、別の経路に、瞬時に切り替わることにより、参照信号DAOUTが不安定になることを防止することができる。
【０１７１】
さらに、図６の場合には、図５の場合と同様に、消費電力を抑制することができる。但し、図６の場合には、有効DACの切り替えを徐々に行うために、すなわち、参照信号DAOUTが0Vになる前の所定の電圧から0Vになるまでの間、DAC２１２の電流源Iが、順次、オンにされるために、DAC２１２から電源１１２に流れる電流Issが徐々に増加する。
【０１７２】
図６の場合には、以上のように、参照信号DAOUTが0Vになる前の所定の電圧から0Vになるまでの間に、電源１１２に流れる電流Issが徐々に増加する分だけ、消費電力が増加するが、そのトレードオフとして、上述したように、参照信号DAOUTが不安定になることを防止することができる。
【０１７３】
なお、以下説明する実施の形態でも、有効DACの切り替えは、徐々に行うことができるが、説明を簡単にするため、以下の実施の形態については、有効DACの切り替えを瞬時に行う場合を例に説明する。
【０１７４】
＜参照信号出力部３３の第２の構成例＞
【０１７５】
図７は、参照信号出力部３３の第２の構成例を示す回路図である。
【０１７６】
なお、図中、図４の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０１７７】
図７において、参照信号出力部３３は、デコーダ２１３、DAC２２１及び２２２、並びに、負荷抵抗Rを有する。
【０１７８】
したがって、図７の参照信号出力部３３は、デコーダ２１３、及び、負荷抵抗Rを有する点で、図４の場合と共通し、DAC２１１及び２１２に代えて、DAC２２１及び２２２がそれぞれ設けられている点で、図４の場合と相違する。
【０１７９】
図７において、参照信号出力部３３は、正電圧VDDの電源１１１、負電圧-VSSの電源１１２、及び、GNDである電源１１３に接続されている。すなわち、DAC２２１は、電源１１１及び１１２に接続され、DAC２２２は、電源１１２及び１１３に接続されている。
【０１８０】
DAC２２１及び２２２それぞれは、複数の電流源Iと、各電流源Iが流す電流Iを制御する、電流源Iの数と同一の数の複数のスイッチSWとを含む。DAC２２１及び２２２のそれぞれにおいて、電流源Iの数は、同一の数であっても良いし、異なる数であっても良い。
【０１８１】
DAC２２１では、電流源Iの一端が電源１１１に接続され、電流源Iの他端が、スイッチSWに接続されている。
【０１８２】
DAC２２１において、スイッチSWは、デコーダ２１３の制御に従い、左の端子A又は右の端子Bを選択し、これにより、スイッチSWに接続された電流源Iが流す電流Iを制御する。
【０１８３】
DAC２２１において、端子Aは、負荷抵抗Rの上端に接続され、端子Bは、電源１１２に接続されている。
【０１８４】
DAC２２２では、電流源Iの一端が電源１１３としてのGNDに接続され、電流源Iの他端が、スイッチSWに接続されている。
【０１８５】
DAC２２２において、スイッチSWは、デコーダ２１３の制御に従い、左の端子A又は右の端子Bを選択し、これにより、スイッチSWに接続された電流源Iが流す電流Iを制御する。
【０１８６】
DAC２２２において、端子Aは、電源１１２に接続され、端子Bは、負荷抵抗Rの上端に接続されている。
【０１８７】
DAC２２１及び２２２のスイッチSWは、デコーダ２１３によって制御される。すなわち、デコーダ２１３は、制御部２０（図２）の制御にしたがって、ディジタル値のカウントを行い、そのディジタル値に対応する（アナログ）電流が、負荷抵抗Rを流れるように、DAC２２１及び２２２のスイッチSWに、端子A又はBを選択させる。
【０１８８】
図７では、上述したように、負荷抵抗Rの上端に、DAC２２１の端子A、及び、DAC２２２の端子Bが接続されている。また、負荷抵抗Rの下端は、電源１１２に接続され、負荷抵抗Rの上端の電圧DAOUTが、参照信号DAOUTとして出力される。
【０１８９】
したがって、図７では、参照信号DAOUTとしての電圧は、電源１１２の電圧-VSSを基準とする電圧であり、負荷抵抗Rに流れる電流をiで表すこととすると、式DAOUT=iR-VSSで表される。
【０１９０】
図７の参照信号出力部３３では、DAC２２１に接続された電源１１１及び１１２の組み合わせは、電源１１１から、DAC２２１の電流源I及び端子Bを経由して、電源１１２に至る経路と、電源１１１から、DAC２２１の電流源I、端子A、及び、負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に至る経路とを、DAC２２１のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路として有する。
【０１９１】
さらに、電源１１１及び１１２の組み合わせは、電源１１１から、DAC２２１の電流源I、端子A、及び、負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に至る経路を、負荷抵抗Rに同一方向の電流を流す第２経路として有する。
【０１９２】
また、DAC２２２に接続された電源１１２及び１１３の組み合わせは、電源１１３から、DAC２２２の電流源I及び端子A及び電流源Iを経由して、電源１１２に至る経路と、電源１１３から、DAC２２２の電流源I、端子B、及び、負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に至る経路とを、DAC２２２のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路として有する。
【０１９３】
さらに、電源１１２及び１１３の組み合わせは、電源１１３から、DAC２２２の電流源I、端子B、及び、負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に至る経路を、負荷抵抗Rに同一方向の電流を流す第２経路として有する。
【０１９４】
ここで、DAC２２１は、そのDAC２２１に接続された電源１１１及び１１２の組み合わせが有する第１経路上及び第２経路上に存在する。同様に、DAC２２２は、そのDAC２２２に接続された電源１１２及び１１３の組み合わせが有する第１経路上及び第２経路上に存在する。
【０１９５】
以上のように構成される参照信号出力部３３では、DAC２２１の電流源Iが流す電流は、電源１１１から、DAC２２１のスイッチSWの端子Bを経由して、又は、DAC２２１のスイッチSWの端子B、及び、負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に流れる。
【０１９６】
したがって、DAC２２１が、N個の電流源Iを有することとすると、DAC２２１のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、DAC２２１は、電源１１１から電源１１３に向かう電流I×Nの定電流を流す。
【０１９７】
その結果、DAC２２１だけを考慮すると、参照信号出力部３３においては、DAC２２１のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、定電流I×Nが流れるので、参照信号出力部３３に流れる電流が変動することに起因して、ADC３１nでのAD変換に誤差が生じることを防止することができる。
【０１９８】
また、参照信号出力部３３では、DAC２２２の電流源Iが流す電流は、電源１１３から、DAC２２２のスイッチSWの端子Aを経由して、又は、DAC２２２のスイッチSWの端子B、及び、負荷抵抗Rを経由して、電源１１２に流れる。
【０１９９】
したがって、DAC２２２が、N個の電流源Iを有することとすると、DAC２２２のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、DAC２２２は、電源１１３から電源１１２に向かう電流I×Nの定電流を流す。
【０２００】
その結果、DAC２２２だけを考慮すると、参照信号出力部３３においては、DAC２２２のスイッチSWによる端子A又はBの選択にかかわらず、定電流I×Nが流れるので、参照信号出力部３３に流れる電流が変動することに起因して、ADC３１nでのAD変換に誤差が生じることを防止することができる。
【０２０１】
なお、図７において、DAC２２１の電流源Iが流す電流のうちの、電源１１１から、DAC２２１のスイッチSWの端子Bを経由して、電源１１２に流れる電流は、参照信号DAOUTの生成に寄与しない電流であり、電源１１２を捨て先とする捨て電流である。
【０２０２】
同様に、DAC２２２の電流源Iが流す電流のうちの、電源１１３から、DAC２２２のスイッチSWの端子Aを経由して電源１２２に流れる電流は、電源１１３としてのGNDを捨て先とする捨て電流である。
【０２０３】
上述したように、図７の参照信号出力部３３が出力する参照信号DAOUTは、負荷抵抗Rに流れる電流をiで表すこととすると、式DAOUT=iR-VSSで表される。すなわち、負荷抵抗Rに流れる電流が小であるほど、参照信号DAOUTとしての電圧は低くなる。
【０２０４】
例えば、DAC２２１に注目すると、DAC２２１において、スイッチSWすべてが、端子Aを選択しているとき、負荷抵抗Rに流れる電流は最大となって、参照信号DAOUTとしての電圧が、最大になる。また、DAC２２１において、端子Bを選択するスイッチSWが多くなるほど、負荷抵抗Rを流れる電流が小になり、参照信号DAOUTとしての電圧は低下する。そして、DAC２２１において、スイッチSWすべてが端子Bを選択しているとき、負荷抵抗Rに流れる電流は最小となって、参照信号DAOUTとしての電圧は、最小になる。
【０２０５】
したがって、例えば、DAC２２１において、端子Aから端子Bを選択するスイッチSWを多くしていくことで、一定の変化の割合でレベルが小さくなっていくスロープを含む参照信号DAOUTを生成することができる。
【０２０６】
図７の参照信号出力部３３では、DAC２２１が、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されているので、DAC２２１及び２２２のうちの、DAC２２１だけを動作させ、そのDAC２２１のスイッチSWによって、負荷抵抗Rに流れる電流を制御することで、正電圧VDD以下の正電圧から、負電圧-VSS以上の負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０２０７】
但し、DAC２２１だけを動作させることにより、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成する場合、DAC２２１では、常に、上述した定電流I×Nが流れる。
【０２０８】
したがって、正電圧VDDの電源１１１から流れる電流Idd、及び、負電圧-VSSの電源１１３に流れ込む電流Issは、定電流I×Nになる。
【０２０９】
そして、DAC２２１だけを動作させることにより、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成する場合、参照信号出力部３３の消費電力Pは、常時、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される電力となる。
【０２１０】
図７の参照信号出力部３３では、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２２１の他、負電圧-VSSの電源１１２、及び、GNDである電源１１３に接続されたDAC２２２を有する。
【０２１１】
正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２２１では、上述のように、正電圧VDD以下の正電圧から、負電圧-VSS以上の負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０２１２】
また、DAC２２１が流す電流は、正電圧VDDの電源１１１と負電圧-VSSの電源１１２との間で流れる。したがって、DAC２２１が流す電流による消費電力は、その電流と電圧VDD+VSSとの積になる。
【０２１３】
一方、負電圧-VSSの電源１１２、及び、GNDである電源１１３に接続されたDAC２２２では、GNDの電圧である0Vから、負電圧-VSS以上の負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０２１４】
また、DAC２２２が流す電流は、負電圧-VSSの電源１１２とGNDである電源１１３との間で流れる。したがって、DAC２２２が流す電流による消費電力は、その電流と、電圧VSSとの積になる。
【０２１５】
いま、説明を簡単にするため、DAC２２１が流す電流と、DAC２２２が流す電流とが等しいこととすると、DAC２２１が流す電流による消費電力は、そのDAC２２１に接続されている電源１１２の負電圧-VSSの分だけ、DAC２２２が流す電流による消費電力よりも大になる。逆に言えば、DAC２２２が流す電流による消費電力は、DAC２２１が流す電流による消費電力よりも小になる。
【０２１６】
以上のように、DAC２２１によれば、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができるが、消費電力が大になる。
【０２１７】
一方、DAC２２２によれば、0Vから負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTしかを生成することができないが、すなわち、正電圧の参照信号DAOUTを生成することができないが、消費電力が小になる。
【０２１８】
そこで、参照信号出力部３３では、参照信号DAOUTの出力に使用されるDACを、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて変更することで、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力を可能とするとともに、消費電力を抑制する。
【０２１９】
すなわち、参照信号出力部３３では、例えば、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２２１及び２２２のうちの、DAC２２１が有効DACとして使用される。そして、0Vから負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２２２が有効DACとして使用される。
【０２２０】
図８は、図７の参照信号出力部３３の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【０２２１】
すなわち、図８は、電源１１１を流れる電流Idd、電源１１２を流れる電流Iss、DAC２２１及び２２２の電流源Iのオン／オフの状態、並びに、参照信号DAOUTの例を示している。
【０２２２】
なお、ここでは、説明を簡単にするため、DAC２２１の電流源Iの数と、DAC２２２の電流源Iの数とは、いずれも、N個であることとする。この場合、DAC２２１が流す電流と、DAC２２２が流す電流とは、いずれも、I×Nの定電流となる。
【０２２３】
正電圧から負電圧までに変化する参照信号DAOUTを出力するにあたり、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力については、図８に示すように、DAC２２１の電流源Iはオンに制御され、DAC２２２の電流源Iはオフに制御される。
【０２２４】
デコーダ２１３は、（電流源Iが）オンのDAC２２１において、端子Aから端子Bを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図８に示すように、徐々に低下していく。
【０２２５】
正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、電源１１１を流れる電流Iddは、DAC２２１（の電流源Iのすべて）が流す定電流I×Nになる。
【０２２６】
また、正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、DAC２２２の電流源Iはオフになっているため、DAC２２２が流す電流は0になる。
【０２２７】
したがって、DAC２２１及び２２２が流す電流が流れ込む電源１１２に流れる電流Issは、定電流I×Nになる。
【０２２８】
その後、参照信号DAOUTが、DAC２２２を使用して（かつ、DAC２２１を使用せずに）出力することができる最大の電圧である0Vになると、以降の負電圧の参照信号DAOUTの出力については、図８に示すように、DAC２２１の電流源Iはオフに制御され、DAC２２２の電流源Iはオンに制御される。
【０２２９】
DAC２２１の電流源Iがオフにされることにより、DAC２２１に電流は流れなくなるが、DAC２２２の電流源Iがオンにされることにより、DAC２２２が流す電流が0からI×Nになる。
【０２３０】
DAC２２１が流す電流がI×Nから0になることにより、そのDAC２２１に接続された電源１１１に流れる電流Iddは、図８に示すように、0になる。
【０２３１】
また、電源１１２を流れる電流Issは、電源１１２に接続されたDAC２２１が流す電流がI×Nから0になる一方で、電源１１２に接続されたDAC２２２が流す電流が0からI×Nになるため、図８に示すように、I×Nのままとなる。
【０２３２】
デコーダ２１３は、オンのDAC２２２において、端子Bから端子Aを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図８に示すように、徐々に低下していく。
【０２３３】
以上のように、参照信号DAOUTの出力に使用されるDACを、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて変更し、DAOUT>0の範囲では、正電圧VDDの（正）電源１１１及び負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２２１を動作させ、DAOUT<0の範囲では、負電圧-VSSの（負）電源１１２及びGNDである電源１１３に接続されたDAC２２２を動作させることで、消費電力を抑制することができる。
【０２３４】
すなわち、正電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２２１（の電流源I）をオンにするとともに、DAC２２２をオフにし、負電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２２１をオフにするとともに、DAC２２２をオンにすることで、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを出力するにあたり、消費電力を抑制することができる。
【０２３５】
具体的には、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２２１だけをオンにして（動作させて）、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを出力する場合、図７で説明したように、参照信号出力部３３の消費電力Pは、常時、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される電力となる。
【０２３６】
一方、正電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２２１をオンにするとともに、DAC２２２をオフにし、負電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２２１をオフにするとともに、DAC２２２をオンにする場合には、正電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pは、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表され、負電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pは、式P=Vss×Issで表される。
【０２３７】
したがって、負電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pが、Vdd×Idd+Vss×Issから、Vss×Issに減少する分だけ、消費電力を抑制することができる。
【０２３８】
なお、DAC２２１からDAC２２２への切り替え時には、すなわち、DAC２２１をオフにするとともに、DAC２２２をオンにするときには、デコーダ２１３では、切り替え直前にDAC２２１が負荷抵抗Rに流していた電流と、切り替え直後にDAC２２２が負荷抵抗Rに流す電流とが等しくなるように、DAC２２２でのスイッチSWの端子A又はBの選択が制御される。
【０２３９】
＜参照信号出力部３３の第３の構成例＞
【０２４０】
図９は、参照信号出力部３３の第３の構成例を示す回路図である。
【０２４１】
なお、図中、図４の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０２４２】
図９において、参照信号出力部３３は、デコーダ２１３、DAC２３１及び２３２、並びに、負荷抵抗Rを有する。
【０２４３】
したがって、図９の参照信号出力部３３は、デコーダ２１３、及び、負荷抵抗Rを有する点で、図４の場合と共通し、DAC２１１及び２１２に代えて、DAC２３１及び２３２がそれぞれ設けられている点で、図４の場合と相違する。
【０２４４】
図９において、参照信号出力部３３は、正電圧VDDの電源１１１、負電圧-VSSの電源１１２、及び、GNDである電源１１３に接続されている。すなわち、DAC２３１は、電源１１１及び１１３に接続され、DAC２３２は、電源１１１及び１１２に接続されている。
【０２４５】
DAC２３１及び２３２それぞれは、複数の電流源Iと、各電流源Iが流す電流Iを制御する、電流源Iの数と同一の数の複数のスイッチSWとを含む。DAC２３１及び２３２のそれぞれにおいて、電流源Iの数は、同一の数であっても良いし、異なる数であっても良い。
【０２４６】
DAC２３１では、電流源Iの一端が電源１１３に接続され、電流源Iの他端が、スイッチSWに接続されている。
【０２４７】
DAC２３１において、スイッチSWは、デコーダ２１３の制御に従い、オン／オフし、これにより、スイッチSWに接続された電流源Iが流す電流Iを制御する。
【０２４８】
DAC２３１において、スイッチSWがオン／オフされることにより、負荷抵抗Rの下端と、電流源Iとの接続がオン／オフされる。
【０２４９】
DAC２３２では、電流源Iの一端が電源１１２に接続され、電流源Iの他端が、スイッチSWに接続されている。
【０２５０】
DAC２３２において、スイッチSWは、デコーダ２１３の制御に従い、オン／オフし、これにより、スイッチSWに接続された電流源Iが流す電流Iを制御する。
【０２５１】
DAC２３２において、スイッチSWがオン／オフされることにより、負荷抵抗Rの下端と、電流源Iとの接続がオン／オフされる。
【０２５２】
DAC２３１及び２３２のスイッチSWは、デコーダ２１３によって制御される。すなわち、デコーダ２１３は、制御部２０（図２）の制御にしたがって、ディジタル値のカウントを行い、そのディジタル値に対応する（アナログ）電流が、負荷抵抗Rを流れるように、DAC２３１及び２３２のスイッチSWをオン／オフする。
【０２５３】
図９では、負荷抵抗Rの下端が、DAC２３１のスイッチSWを介して、DAC２３１の電流源Iに接続されているとともに、DAC２３２のスイッチSWを介して、DAC２３２の電流源Iに接続されている。また、負荷抵抗Rの上端は、電源１１１に接続され、負荷抵抗Rの下端の電圧DAOUTが、参照信号DAOUTとして出力される。
【０２５４】
したがって、図９では、参照信号DAOUTとしての電圧は、電源１１１の電圧VDDを基準とする電圧であり、負荷抵抗Rに流れる電流をiで表すこととすると、式DAOUT=VDD-iRで表される。
【０２５５】
図９の参照信号出力部３３では、DAC２３１に接続された電源１１１及び１１３の組み合わせは、電源１１１から、負荷抵抗R、及び、DAC２３１の電流源Iを経由して、電源１１３に至る経路を、DAC２３１のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路、及び、負荷抵抗Rに同一方向の電流を流す第２経路として有する。
【０２５６】
また、DAC２３２に接続された電源１１１及び１１２の組み合わせは、電源１１１から、負荷抵抗R、及び、DAC２３２の電流源Iを経由して、電源１１２に至る経路を、DAC２３２のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路、及び、負荷抵抗Rに同一方向の電流を流す第２経路として有する。
【０２５７】
ここで、DAC２３１は、そのDAC２３１に接続された電源１１１及び１１３の組み合わせが有する第１経路上及び第２経路上に存在する。同様に、DAC２３２は、そのDAC２３２に接続された電源１１１及び１１２の組み合わせが有する第１経路上及び第２経路上に存在する。
【０２５８】
以上のように構成される参照信号出力部３３では、DAC２３１では、スイッチSWがオンになっている電流源Iが流す電流が流れ、その電流は、電源１１１から、負荷抵抗R、及び、DAC２３１を経由して、電源１１３に流れる。
【０２５９】
同様に、DAC２３２では、スイッチSWがオンになっている電流源Iが流す電流が流れ、その電流は、電源１１１から、負荷抵抗R、及び、DAC２３２を経由して、電源１１２に流れる。
【０２６０】
上述したように、図９の参照信号出力部３３が出力する参照信号DAOUTは、負荷抵抗Rに流れる電流をiで表すこととすると、式DAOUT=VDD-iRで表される。すなわち、負荷抵抗Rに流れる電流が大であるほど、参照信号DAOUTとしての電圧は低くなる。
【０２６１】
例えば、DAC２３２に注目すると、DAC２３２において、スイッチSWすべてがオフになっているとき、負荷抵抗Rに流れる電流は最小となって、参照信号DAOUTとしての電圧が、最大になる。また、DAC２３２において、オンのスイッチSWが多くなるほど、負荷抵抗Rを流れる電流が大になり、参照信号DAOUTとしての電圧は低下する。そして、DAC２３２において、スイッチSWすべてがオンになっているとき、負荷抵抗Rに流れる電流は最大となって、参照信号DAOUTとしての電圧は、最小になる。
【０２６２】
したがって、例えば、DAC２３２において、オンのスイッチSWを多くしていくことで、一定の変化の割合でレベルが小さくなっていくスロープを含む参照信号DAOUTを生成することができる。
【０２６３】
図９の参照信号出力部３３では、DAC２３２が、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されているので、DAC２３１及び２３２のうちの、DAC２３２だけを動作させ、そのDAC２３２のスイッチSWによって、負荷抵抗Rに流れる電流を制御することで、正電圧VDD以下の正電圧から、負電圧-VSS以上の負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０２６４】
但し、DAC２３２だけを動作させることにより、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成する場合、参照信号出力部３３の消費電力Pは、DAC２３２に接続された電源１１１の電圧VDDに対して流れる電流Idd、及び、DAC２３２に接続された電源１１２の電圧-VSSに対して流れる電流Issに比例し、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される電力となる。
【０２６５】
ところで、図９の参照信号出力部３３では、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２３２の他、正電圧VDDの電源１１１、及び、GNDである電源１１３に接続されたDAC２３１を有する。
【０２６６】
正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２３２では、上述のように、正電圧VDD以下の正電圧から、負電圧-VSS以上の負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０２６７】
また、DAC２３２が流す電流は、正電圧VDDの電源１１１と負電圧-VSSの電源１１２との間で流れる。したがって、DAC２３２が流す電流による消費電力は、その電流と電圧VDD+VSSとの積になる。
【０２６８】
一方、正電圧VDDの電源１１１、及び、GNDである電源１１３に接続されたDAC２３１では、正電圧VDD以下の正電圧から、GNDの電圧である0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができる。
【０２６９】
また、DAC２３１が流す電流は、正電圧VDDの電源１１１とGNDである電源１１３との間で流れる。したがって、DAC２３１が流す電流による消費電力は、その電流と、電圧VDDとの積になる。
【０２７０】
いま、説明を簡単にするため、DAC２３１が流す電流と、DAC２３２が流す電流とが等しいこととすると、DAC２３２が流す電流による消費電力は、そのDAC２３２に接続されている電源１１２の負電圧-VSSの分だけ、DAC２３１が流す電流による消費電力よりも大になる。逆に言えば、DAC２３１が流す電流による消費電力は、DAC２３２が流す電流による消費電力よりも小になる。
【０２７１】
以上のように、DAC２３２によれば、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを生成することができるが、消費電力が大になる。
【０２７２】
一方、DAC２３２によれば、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTしかを生成することができないが、すなわち、負電圧の参照信号DAOUTを生成することができないが、消費電力が小になる。
【０２７３】
そこで、参照信号出力部３３では、参照信号DAOUTの出力に使用されるDACを、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて変更することで、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力を可能とするとともに、消費電力を抑制する。
【０２７４】
すなわち、参照信号出力部３３では、例えば、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２３１及び２３２のうちの、DAC２３１が有効DACとして使用される。そして、0Vから負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２３２が有効DACとして使用される。
【０２７５】
なお、図９の参照信号出力部３３では、DAC２３１及び２３２が流す電流が変動するが、その反面、図４や図７の場合のように、捨て電流がないので、その捨て電流がない分だけ、さらに、消費電流を抑制することができる。
【０２７６】
また、図９の参照信号出力部３３では、図４の場合と同様に、負荷抵抗Rの上端が、正電圧VDDの電源１１１に接続され、負荷抵抗Rの下端の電圧DAOUTが、参照信号DAOUTとして出力される構成（以下、正電圧基準の構成ともいう）になっているが、DAC２３１及び２３２を有する参照信号出力部３３の構成としては、図７の場合と同様に、負荷抵抗Rの下端が、負電圧-VSSの電源１１２に接続され、負荷抵抗Rの上端の電圧DAOUTが、参照信号DAOUTとして出力される構成（以下、負電圧基準の構成ともいう）を採用することができる。
【０２７７】
すなわち、参照信号出力部３３の構成としては、正電圧基準の構成、及び、負電圧基準の構成のいずれをも採用することができる。
【０２７８】
図１０は、図９の参照信号出力部３３の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【０２７９】
すなわち、図１０は、電源１１１を流れる電流Idd、電源１１２を流れる電流Iss、DAC２３１及び２３２の電流源Iのオン／オフの状態、並びに、参照信号DAOUTの例を示している。
【０２８０】
正電圧から負電圧までに変化する参照信号DAOUTを出力するにあたり、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力については、図１０に示すように、DAC２３１の電流源Iはオンに制御され、DAC２３２の電流源Iはオフに制御される。
【０２８１】
デコーダ２１３は、（電流源Iが）オンのDAC２３１において、オフからオンになるスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図１０に示すように、徐々に低下していく。
【０２８２】
正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、DAC２３１を流れる電流は、DAC２３１において、オンにされるスイッチSWの数に応じて増加する。
【０２８３】
また、正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、DAC２３２の電流源Iはオフになっているため、DAC２３２が流す電流は0になる。
【０２８４】
したがって、電源１１１がDAC２３１及び２３２に流す電流Iddは、DAC２３１において、オンにされるスイッチSWの数に応じて増加する。
【０２８５】
また、DAC２３２が流す電流が流れ込む電源１１２に流れる電流Issは、0になる。
【０２８６】
その後、参照信号DAOUTが、DAC２３１を使用して（かつ、DAC２３２を使用せずに）出力することができる最小の電圧である0Vになると、以降の負電圧の参照信号DAOUTの出力については、図１０に示すように、DAC２３１の電流源Iはオフに制御され、DAC２３２の電流源Iはオンに制御される。
【０２８７】
DAC２３１の電流源Iがオフにされることにより、DAC２３１が流す電流は0になるが、DAC２３２の電流源Iがオンにされることにより、DAC２３２が流す電流が0から所定値になる。
【０２８８】
すなわち、DAC２３１をオフにするとともに、DAC２３２をオンにする、DAC２３１からDAC２３２への切り替え時には、デコーダ２１３では、切り替え直前にDAC２３１が負荷抵抗Rに流していた電流と、切り替え直後にDAC２３２が負荷抵抗Rに流す電流とが等しくなるように、DAC２３２のスイッチSWがオンに制御される。
【０２８９】
DAC２３２が流す電流が所定値になることにより、そのDAC２３２に接続された電源１２２に流れる電流Issも、0から所定値になる。
【０２９０】
また、電源１１１を流れる電流Iddは、DAC２３１が流す電流が所定値から0になる一方で、DAC２３２が流す電流が0から所定値になるため、図１０に示すように、所定値のままとなる。
【０２９１】
デコーダ２１３は、オンになったDAC２３２において、オフからオンになるスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図１０に示すように、徐々に低下していく。
【０２９２】
以上のように、参照信号DAOUTの出力に使用されるDACを、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて変更し、DAOUT>0の範囲では、正電圧VDDの（正）電源１１１に接続されたDAC２３１を動作させ、DAOUT<0の範囲では、負電圧-VSSの（負）電源１１２に接続されたDAC２３２を動作させることで、消費電力を抑制することができる。
【０２９３】
すなわち、正電圧の参照信号DAOUTの出力時には、DAC２３１（の電流源I）をオンにするとともに、DAC２３２をオフにし、負電圧の参照信号DAOUTの出力時には、DAC２３１をオフにするとともに、DAC２３２をオンにすることで、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを出力するにあたり、消費電力を抑制することができる。
【０２９４】
具体的には、正電圧VDDの電源１１１、及び、負電圧-VSSの電源１１２に接続されたDAC２３２だけをオンにして（動作させて）、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを出力する場合、図９で説明したように、参照信号出力部３３の消費電力Pは、常時、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される電力となる。
【０２９５】
一方、正電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２３１をオンにするとともに、DAC２３２をオフにし、負電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２３１をオフにするとともに、DAC２３２をオンにする場合には、正電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pは、式P=Vdd×Iddで表され、負電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pは、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される。
【０２９６】
したがって、正電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pが、Vdd×Idd+Vss×Issから、Vdd×Iddに減少する分だけ、消費電力を抑制することができる。
【０２９７】
＜参照信号出力部３３の第４の構成例＞
【０２９８】
図１１は、参照信号出力部３３の第４の構成例を示す回路図である。
【０２９９】
なお、図中、図４の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０３００】
図１１において、参照信号出力部３３は、DAC２１１及び２１２、デコーダ２１３、並びに、負荷抵抗Ro1及びRo2を有する。
【０３０１】
したがって、図１１の参照信号出力部３３は、DAC２１１及び２１２、並びに、デコーダ２１３を有する点で、図４の場合と共通し、１個の負荷抵抗Rに代えて、２個の負荷抵抗Ro1及びRo2を有する点で、図４の場合と相違する。
【０３０２】
また、図４では、上端が電源１１１に接続された負荷抵抗Rの下端が、DAC２１１の端子B、及び、DAC２１２の端子Aに接続されているが、図１１では、上端が電源１１１に接続された負荷抵抗Ro1の下端が、DAC２１１の端子Ｂ、及び、負荷抵抗Ro2の上端に接続されているとともに、負荷抵抗Ro2の下端が、DAC２１２の端子Aに接続されている。そして、図１１では、負荷抵抗Ro2の下端の電圧DAOUTが、参照信号DAOUTとして出力される。
【０３０３】
以上のように、２個の負荷抵抗Ro1及びRo2を有する参照信号出力部３３でも、１個の負荷抵抗Rを有する図４の場合と同様に、参照信号DAOUTの出力に使用されるDACを、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて変更することで、正電圧から負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力を可能とするとともに、消費電力を抑制することができる。
【０３０４】
すなわち、参照信号出力部３３において、例えば、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２１１及び２１２のうちの、DAC２１１を有効DACとして使用し、0Vから負電圧までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２１２を有効DACとして使用することで、消費電力を抑制することができる。
【０３０５】
図１２は、図１１の参照信号出力部３３の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【０３０６】
すなわち、図１２は、電源１１１を流れる電流Idd、電源１１２を流れる電流Iss、負荷抵抗Ro2からDAC２１２に流れる電流Ia、電源１１１から流れる電流Iddのうちの、DAC２１２に流れ込む電流Ib、DAC２１１及び２１２の電流源Iのオン／オフの状態、並びに、参照信号DAOUTの例を示している。
【０３０７】
正電圧から負電圧までに変化する参照信号DAOUTを出力するにあたり、正電圧から0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力については、図１２に示すように、DAC２１１の電流源Iはオンに制御され、DAC２１２の電流源Iはオフに制御される。
【０３０８】
デコーダ２１３は、（電流源Iが）オンのDAC２１１において、端子Aから端子Bを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図１２に示すように、徐々に低下していく。
【０３０９】
正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、電源１１１を流れる電流Iddは、DAC２１１（の電流源Iのすべて）が流す定電流になる。
【０３１０】
また、正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、DAC２１２の電流源Iはオフになっているため、DAC２１２が流す電流は0であり、DAC２１２に流れる電流Ia及びIb、並びに、DAC２１２に接続された電源１１２に流れる電流Issも、0になる。
【０３１１】
DAC２１２に流れる電流Ia、すなわち、負荷抵抗Ro2に流れる電流が0であるため、負荷抵抗Ro2の下端の電圧は、負荷抵抗Ro1の下端の電圧と等しくなり、その電圧が、参照信号DAOUTとして出力される。
【０３１２】
その後、参照信号DAOUTが、DAC２１１を使用して（かつ、DAC２１２を使用せずに）出力することができる最小の電圧である0Vになると、以降の負電圧の参照信号DAOUTの出力については、図１２に示すように、例えば、DAC２１１の電流源Iはオンのままで、DAC２１２の電流源Iがオンに制御される。
【０３１３】
DAC２１１の電流源Iがオンのままにされることにより、DAC２１１は、以降も、参照信号DAOUTが0Vになったときの電流を流し続ける。
【０３１４】
また、DAC２１２の電流源Iがオンに制御されることにより、DAC２１２が流す電流、すなわち、DAC２１２から電源１１２に流れる電流Issは、図１２に示すように、0から、DAC２１２の電流源Iのそれぞれが流す電流の総和に等しい所定値になる。
【０３１５】
以上のように、参照信号DAOUTが0になったとき、DAC２１１が電流を流し続けるとともに、DAC２１２が流す電流が0から所定値になるため、DAC２１１及び２１２が流す電流の総和に等しい電源１１１から流れる電流Iddは、図１２に示すように、DAC２１２が流す電流としての所定値だけ増加する。
【０３１６】
また、DAC２１２が電流を流す場合、負荷抵抗Ro1から負荷抵抗Ro2には、0でない電流Iaが流れ、その電流Iaに応じた電圧降下が生じる。そのため、参照信号DAOUT、すなわち、負荷抵抗Ro2の下端の電圧は、負荷抵抗Ro1の下端の電圧から、負荷抵抗Ro2の電圧降下分だけ変化した電圧となる。
【０３１７】
デコーダ２１３は、オンのDAC２１２において、端子Bから端子Aを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御する。
【０３１８】
これにより、DAC２１２において、図１２に示すように、負荷抵抗Ro2から端子Aを流れる電流Iaが増加するとともに、電源１１１から端子Bを流れる電流Ibが減少し、負荷抵抗Ro2の下端の電圧である参照信号DAOUTは、図１２に示すように、徐々に低下していく。
【０３１９】
以上のように、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて、DAC２１２の電流源Iのオン／オフを制御することにより、参照信号DAOUTの出力に使用されるDACを変更し、DAOUT>0の範囲では、正電圧VDDの（正）電源１１１に接続されたDAC２１１を動作させ、DAOUT<0の範囲では、DAC２１１の他、負電圧-VSSの（負）電源１１２に接続されたDAC２１２を動作させることで、消費電力を抑制することができる。
【０３２０】
すなわち、正電圧の参照信号DAOUTの出力時に、DAC２１１（の電流源I）をオンにするとともに、DAC２１２をオフにすることで、正電圧の参照信号DAOUTの出力時の消費電力Pを、式P=Vdd×Iddで表される電力に抑制することができる。
【０３２１】
なお、負電圧の参照信号DAOUTの出力時には、DAC２１２をオンにするので、消費電力Pは、式P=Vdd×Idd+Vss×Issで表される電力となる。
【０３２２】
また、図１１では、負電圧の参照信号DAOUTの出力時には、DAC２１１をオンにしたまま、DAC２１２をオンにするため、電源１１１から流れる電流Iddは、正電圧の参照信号DAOUTの出力時と比較して、DAC２１２に流れる電流Ia+Ib=Issだけ増加する。但し、オンにしたままのDAC２１１が流す電流によって、負荷抵抗Ro1で電圧降下が生じるので、必要な参照信号DAOUTの生成のために、負荷抵抗Ro2に必要な電圧降下を生じさせる電流Ia、ひいては、DAC２１２が流す電流を小さくすることができる。
【０３２３】
なお、負電圧の参照信号DAOUTの出力時には、DAC２１１をオンにしたままにするのではなく、オフにし、そのオフになる前に、DAC２１１が負荷抵抗Ro1に流していた電流を、オンになったDAC２１２によって流すことができる。
【０３２４】
＜参照信号出力部３３の第５の構成例＞
【０３２５】
図１３は、参照信号出力部３３の第５の構成例を示す回路図である。
【０３２６】
なお、図中、図１１の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０３２７】
図１３において、参照信号出力部３３は、DAC２１１及び２１２、デコーダ２１３、並びに、負荷抵抗Ro1及びRo2を有する。
【０３２８】
したがって、図１３の参照信号出力部３３は、図１１の場合と同様に構成される。
【０３２９】
但し、図１１では、DAC２１２の端子Bが、正電圧の電源１１１に接続されているが、図１３では、DAC２１２の端子Bが、GNDである電源１１３に接続されている。
【０３３０】
DAC２１２において、端子Bから電流源Iを通り、電源１１２に流れる電流は、参照信号DAOUTの生成に寄与しない捨て電流であるが、図１１では、DAC２１２の捨て電流の捨て先が、DAC２１２の端子Bに接続されている電源１１１になっているのに対して、図１３では、DAC２１２の捨て電流の捨て先が、DAC２１２の端子Bが接続されている電源１１３としてのGNDになっている。
【０３３１】
図１３の参照信号出力部３３の動作は、図１１の場合と同様であるので、その説明は、省略する。
【０３３２】
＜参照信号出力部３３の第６の構成例＞
【０３３３】
図１４は、参照信号出力部３３の第６の構成例を示す回路図である。
【０３３４】
なお、図中、図４の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
【０３３５】
図１４において、参照信号出力部３３は、DAC２１１及び２１２、デコーダ２１３、DAC２５１、並びに、負荷抵抗Rを有する。
【０３３６】
したがって、図１４の参照信号出力部３３は、DAC２１１及び２１２、デコーダ２１３、並びに、負荷抵抗Rを有する点で、図４の場合と共通し、DAC２５１が新たに設けられている点で、図４の場合と相違する。
【０３３７】
図１４において、参照信号出力部３３は、正電圧VDDの電源１１１、GNDである電源１１３、負電圧-VSS1の電源２４１、及び、負電圧-VSS1より低い負電圧-VSS2の電源２４２に接続されている(0<VSS1<VSS2)。DAC２１１は、電源１１１及び１１３に接続され、DAC２１２は、電源１１１及び２４１に接続されている。DAC２５１は、電源１１１及び２４２に接続されている。
【０３３８】
なお、負電圧-VSS1の電源２４１は、図４の負電圧VSSの電源１１２に相当する。
【０３３９】
したがって、図１４の参照信号出力部３３は、電源１１１及び２４２に接続されたDAC２５１新たに設けられている点、並びに、電源２４２に接続されている点を除けば、図４の場合と同様に構成される。
【０３４０】
DAC２５１は、DAC２１１や２１２と同様に構成される。
【０３４１】
すなわち、DAC２５１は、複数の電流源Iと、各電流源Iが流す電流Iを制御する、電流源Iの数と同一の数の複数のスイッチSWとを含む。DAC２５１において、電流源Iの数は、DAC２１１や２１２の場合と同一の数であっても良いし、異なる数であっても良い。
【０３４２】
DAC２５１では、電流源Iの一端が電源２４２に接続され、電流源Iの他端が、スイッチSWに接続されている。
【０３４３】
DAC２５１において、スイッチSWは、デコーダ２１３の制御に従い、左の端子A又は右の端子Bを選択し、これにより、スイッチSWに接続された電流源Iが流す電流Iを制御する。
【０３４４】
DAC２５１において、端子Aは、負荷抵抗Rの下端に接続され、端子Bは、電源１１１に接続されている。
【０３４５】
なお、図１４では、デコーダ２１３は、制御部２０（図２）の制御にしたがって、DAC２１１及び２１２の他、DAC２５１についても、スイッチSWの、端子A又はBの選択を制御する。
【０３４６】
DAC２５１に接続された電源１１１及び２４２の組み合わせは、電源１１１から、DAC２５１の端子B及び電流源Iを経由して、電源２４２に至る経路と、電源１１１から、負荷抵抗R、DAC２５１の端子A及び電流源Iを経由して、電源２４２に至る経路とを、DAC２５１のスイッチSWで制御された電流が流れる第１経路として有する。
【０３４７】
さらに、電源１１１及び２４２の組み合わせは、電源１１１から、負荷抵抗R、DAC２５１の端子A及び電流源Iを経由して、電源２４２に至る経路を、負荷抵抗Rに同一方向の電流を流す第２経路として有する。
【０３４８】
そして、DAC２５１は、そのDAC２５１に接続された電源１１１及び２４２の組み合わせが有する第１経路上及び第２経路上に存在する。
【０３４９】
以上のように構成される参照信号出力部３３では、例えば、正電圧VDDから0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２１１，２１２、及び、２５１のうちの、DAC２１１が有効DACとして使用され、0Vから負電圧-VSS1までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２１２が有効DACとして使用される。そして、負電圧-VSS1から負電圧-VSS2までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力には、DAC２５１が有効DACとして使用される。
【０３５０】
図１５は、図１４の参照信号出力部３３の動作の例を説明するタイミングチャートである。
【０３５１】
すなわち、図１５は、電源１１１を流れる電流Idd、電源２４１を流れる電流Iss1、電源２４２を流れる電流Iss2、DAC２１１，２１２、及び、２５１の電流源Iのオン／オフの状態、並びに、参照信号DAOUTの例を示している。
【０３５２】
なお、ここでは、説明を簡単にするため、DAC２１１，２１２、及び、２５１のそれぞれの電流源Iの数は、いずれも、N個であることとする。この場合、DAC２１１，２１２、及び、２５１のそれぞれが流す電流は、いずれも、I×Nの定電流となる。
【０３５３】
正電圧から負電圧までに変化する参照信号DAOUTを出力するにあたり、正電圧VDDから0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力については、図１５に示すように、DAC２１１の電流源Iはオンに制御され、DAC２１２及び２５１の電流源Iはオフに制御される。
【０３５４】
デコーダ２１３は、（電流源Iが）オンのDAC２１１において、端子Aから端子Bを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図１５に示すように、徐々に低下していく。
【０３５５】
正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、電源１１１を流れる電流Iddは、DAC２１１（の電流源Iのすべて）が流す定電流I×Nになる。
【０３５６】
また、正電圧の参照信号DAOUTが出力されている間、DAC２１２及び２５１の電流源Iはオフになっているため、DAC２１２及び２５１が流す電流は0であり、DAC２１２に接続された電源２４１に流れる電流Iss1、及び、DAC２５１に接続された電源２４２に流れる電流Iss2も、0になる。
【０３５７】
その後、参照信号DAOUTが、DAC２１１を使用して（かつ、DAC２１２及び２５１を使用せずに）出力することができる最小の電圧である0Vになると、以降の負電圧の参照信号DAOUTの出力については、図１５に示すように、DAC２１１の電流源Iはオフに制御され、DAC２１２の電流源Iはオンに制御される。なお、DAC２５１の電流源Iはオフのままにされる。
【０３５８】
DAC２１１の電流源Iがオフにされることにより、DAC２１１に電流は流れなくなるが、DAC２１２の電流源Iがオンにされることにより、DAC２１２が流す電流が0からI×Nになる。
【０３５９】
DAC２１２が流す電流は、オフになる前のDAC２１１が流していた電流I×Nに等しく、DAC２１２に接続された電源２４１に流れる電流Iss1は、図１５に示すように、DAC２１２が流す電流I×Nになる。
【０３６０】
また、DAC２１１が流す電流がI×Nから0になるとともに、DAC２１２が流す電流が0からI×Nになり、DAC２５１が流す電流が0のままであるため、電源１１１を流れる電流Iddは、図１５に示すように、I×Nのままとなる。
【０３６１】
デコーダ２１３は、オンのDAC２１２において、端子Bから端子Aを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図１５に示すように、徐々に低下していく。
【０３６２】
その後、参照信号DAOUTが、DAC２１２を使用して（かつ、DAC２１１及び２５１を使用せずに）出力することができる最小の電圧-VSS1になると、以降の負電圧の参照信号DAOUTの出力については、図１５に示すように、DAC２１２の電流源Iはオフに制御され、DAC２５１の電流源Iはオンに制御される。なお、DAC２１１の電流源Iはオフのままにされる。
【０３６３】
DAC２１２の電流源Iがオフにされることにより、DAC２１２に電流は流れなくなるが、DAC２５１の電流源Iがオンにされることにより、DAC２５１が流す電流が0からI×Nになる。
【０３６４】
DAC２５１が流す電流は、オフになる前のDAC２１２が流していた電流I×Nに等しく、DAC２５１に接続された電源２４２に流れる電流Iss2は、図１５に示すように、DAC２１２が流す電流I×Nになる。
【０３６５】
また、DAC２１２が流す電流がI×Nから0になるとともに、DAC２５１が流す電流が0からI×Nになり、DAC２１１が流す電流が0のままであるため、電源１１１を流れる電流Iddは、図１５に示すように、I×Nのままとなる。
【０３６６】
デコーダ２１３は、オンのDAC２５１において、端子Bから端子Aを選択するスイッチSWの数が増加するように、スイッチSWを制御し、これにより、参照信号DAOUTは、図１５に示すように、徐々に低下していく。
【０３６７】
以上のように、参照信号DAOUTとして出力する電圧の範囲に応じて、DAC２１１，２１２，２５１の電流源Iのオン／オフを制御することにより、参照信号DAOUTの出力に使用される有効DACを変更することで、図４の場合と同様に、消費電力を抑制することができる。
【０３６８】
すなわち、図１４では、DAC２５１のみを使用して、正電圧VDDから負電圧-VSS2までの範囲の電圧の参照信号DAOUTを出力することができるが、その場合の消費電力Pは、常時、P=VDD×Idd+VSS2×Iss2となる。
【０３６９】
一方、正電圧VDDから0Vまでの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力に、DAC２１１のみを有効DACとして使用する場合の消費電力Pは、P=VDD×Iddとなる。また、0Vから負電圧-VSS1までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力に、DAC２１２のみを有効DACとして使用する場合の消費電力は、P=VDD×Idd+VSS1×Iss1となる。さらに、負電圧-VSS1から負電圧-VSS2までの範囲の電圧の参照信号DAOUTの出力に、DAC２５１のみを有効DACとして使用する場合の消費電力は、P=VDD×Idd+VSS2×Iss2となる。
【０３７０】
したがって、DAC２１１のみを有効DACとして使用する場合に、消費電力Pを、P=VDD×Idd(<VDD×Idd+VSS2×Iss2)に低減することができる。さらに、DAC２１２のみを有効DACとして使用する場合に、消費電力を、P=VDD×Idd+VSS1×Iss1(<VDD×Idd+VSS2×Iss2)に低減することができる。
【０３７１】
＜イメージセンサの使用例＞
【０３７２】
図１６は、図１のイメージセンサ２を使用する使用例を示す図である。
【０３７３】
イメージセンサ２は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々な電子機器に使用することができる。
【０３７４】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する電子機器
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される電子機器
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される電子機器
・内視鏡や、電子顕微鏡、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される電子機器
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される電子機器
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される電子機器
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される電子機器
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される電子機器
【０３７５】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０３７６】
例えば、本技術は、可視光線をセンシングするイメージセンサの他、赤外線その他の、可視光線以外の電磁波をセンシングするイメージセンサに適用することができる。
【０３７７】
さらに、本技術は、イメージセンサの画素が出力する電気信号以外の電気信号、すなわち、例えば、音をセンシングするマイクロフォンや、その他の任意の物理量のセンシングするセンサが出力するアナログの電気信号のAD変換に適用することができる。
【０３７８】
また、本技術は、センサが出力する電気信号の他、任意のアナログ信号のAD変換に適用することができる。
【０３７９】
ここで、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
【０３８０】
なお、本技術は、以下の構成をとることができる。
【０３８１】
＜１＞
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素と、
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
前記画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号とを比較し、前記電気信号と前記参照信号との比較結果を用いて、前記電気信号のAD(Analog to Digital)変換を行うAD変換部と
を備え、
前記参照信号出力部は、
複数の電流源と、前記電流源が流す電流を制御する複数のスイッチとを含む複数のDACと、
前記電流が流れることで、前記参照信号を出力する負荷抵抗と
を有し、
３個以上の電源に接続され、
前記３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、前記スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、前記負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とを有する
イメージセンサ。
＜２＞
前記電流源のオン／オフを制御することにより、前記負荷抵抗に流れる電流の経路を変更する
＜１＞に記載のイメージセンサ。
＜３＞
前記参照信号として出力する電圧の範囲に応じて、前記電流源のオン／オフを制御することにより、前記負荷抵抗に電流を流すDACを変更する
＜２＞に記載のイメージセンサ。
＜４＞
前記DACは、
前記第１経路上及び第２経路上にあり、前記電源の組み合わせの一方の電源から他方の電源に向かう電流を流し、
前記スイッチによって、前記負荷抵抗に流れる電流を制御することで、所定の範囲の電圧の前記参照信号を出力させ、
前記参照信号の出力に使用されるDACを、前記参照信号として出力する電圧の範囲に応じて変更する
＜１＞に記載のイメージセンサ。
＜５＞
前記３個以上の電源のうちの１個の電源は、グランドである
＜１＞ないし＜４＞のいずれかに記載のイメージセンサ。
＜６＞
前記３個以上の電源は、正電圧の電源と、負電圧の電源とを含む
＜１＞ないし＜５＞のいずれかに記載のイメージセンサ。
＜７＞
光を集光する光学系と、
光を受光し、前記光の受光量に対応する信号を出力するイメージセンサと
を備え、
前記イメージセンサは、
光電変換を行う光電変換素子を有し、電気信号を出力する画素と、
レベルが変化する参照信号を出力する参照信号出力部と、
前記画素から出力される前記電気信号と、前記参照信号とを比較し、前記電気信号と前記参照信号との比較結果を用いて、前記電気信号のAD(Analog to Digital)変換を行うAD変換部と
を備え、
前記参照信号出力部は、
複数の電流源と、前記電流源が流す電流を制御する複数のスイッチとを含む複数のDACと、
前記電流が流れることで、前記参照信号を出力する負荷抵抗と
を有し、
３個以上の電源に接続され、
前記３個以上の電源のうちの２個の電源の組み合わせの中で、２通り以上の電源の組み合わせそれぞれは、前記スイッチで制御された電流が流れる第１経路と、前記負荷抵抗に同一方向の電流を流す第２経路とを有する
電子機器。
【符号の説明】
【０３８２】
１  光学系，  ２  イメージセンサ，  ３  メモリ，  ４  信号処理部，  ５  出力部，  ６  制御部，  １０  画素アレイ，  １１1,1ないし１１M,N  画素，  ２０  制御部，  ２１  画素駆動部，  ２２  列並列AD変換装置，  ３１1ないし３１N  ADC，  ３２  オートゼロ制御部，  ３２Ａ  オートゼロ制御線，  ３３  参照信号出力部，  ３３Ａ  参照信号線，  ３４  クロック出力部，  ３４Ａ  クロック線，  ４１1ないし４１M  画素制御線，  ４２1ないし４２N  VSL，  ４３1ないし４３N  電流源，  １１１ないし１１３  電源，  １２１，１２２，２１１，２１２  DAC，  ２１３  デコーダ，  ２２１，２２２  ２３１，２３２  DAC，  ２４１，２４２  電源，  ２５１  DAC
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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