[發(fā)明專利]一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換方法及圖像處理系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810216151.5
• 申請日: 2008-09-17
• 公開（公告）號: CN101677245A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡文閣;崔社濤;盧國云;肖本懿
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H03M1/08
• 分類號: H03M1/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換方法及圖像處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著CMOS圖像傳感器(CMOS?Image?Sensor，CIS)像素陣列的規(guī)模越來越大，信號處理速度的要求也越來越高；同時由于像素點(diǎn)尺寸的不斷縮小，傳感器靈敏度和信噪比都在不斷下降；逐個像素讀出和轉(zhuǎn)換的電路設(shè)計(jì)越來越難，難以滿足大像素陣列和低噪聲的要求；因此，基于列模數(shù)轉(zhuǎn)換(Column?Level，ADC)的信號采集與轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生了。

現(xiàn)有的列模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是逐行分別對像素點(diǎn)的重置電壓(Reset?Level)和信號電壓(Signal?Level)進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后再將重置電壓和信號電壓的數(shù)字值相減實(shí)現(xiàn)數(shù)字雙采樣(Digital?CDS)，得到一個亮度值，這樣，不利于降低噪聲和提高動態(tài)范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，旨在解決采用現(xiàn)有的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路導(dǎo)致隨機(jī)噪聲大的問題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括：

比較器，其具有信號電壓輸入端口、重置電壓輸入端口、參考差分電壓輸入端口，將從多個CIS像素之一輸出的信號電壓與重置電壓組成信號差分電壓，并將參考差分電壓與所述信號差分電壓進(jìn)行比較，當(dāng)所述信號差分電壓低于所述參考差分電壓時輸出溢出傳感信號；以及

數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將所述比較器的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并儲存。

本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種采用上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，包括：

比較器將從CIS像素輸出的重置電壓和信號電壓組成一組信號差分電壓；

比較參考差分電壓與所述信號差分電壓，當(dāng)所述信號差分電壓低于所述參考差分電壓時，由比較器輸出溢出傳感信號；

數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出并存儲所述溢出傳感信號產(chǎn)生時刻與光電荷相對應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例的另一目的還在于提供一種采用上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)的圖像處理系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用全差分比較器，將信號電壓與重置電壓組成的信號差分電壓與參考差分電壓進(jìn)行比較后輸出溢出傳感信號，降低了隨機(jī)噪聲。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的電路圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的波形圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的采用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用全差分比較器，將信號電壓與重置電壓組成的信號差分電壓與參考差分電壓進(jìn)行比較后輸出溢出傳感信號，降低了隨機(jī)噪聲。

本發(fā)明實(shí)施例提供的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路主要應(yīng)用于圖像處理系統(tǒng)中，其電路如圖1所示，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，詳述如下。

模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括：比較器1以及數(shù)字轉(zhuǎn)換器3，其中比較器1具有信號電壓輸入端口IN1、重置電壓輸入端口IN2、參考差分電壓輸入端口IN3、IN4，其中，信號電壓輸入端口IN1和參考差分電壓輸入端口IN3為比較器1的反相輸入端，重置電壓輸入端口IN2和參考差分電壓輸入端口IN4為比較器1的同相輸入端；比較器1將從多個CIS像素之一輸出的信號電壓與重置電壓組成信號差分電壓，并將參考差分電壓與上述信號差分電壓進(jìn)行比較，當(dāng)信號差分電壓低于參考差分電壓時輸出溢出傳感信號；數(shù)字轉(zhuǎn)換器3將比較器1的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并儲存。作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，上述多個CIS像素包括在CIS的主動式像素傳感器(Active?Pixel?Sensor，APS)中。

作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路還包括：第一電容C1，連接至比較器1的信號電壓輸入端口IN1與地之間，用于存儲從多個CIS像素之一輸出的信號電壓；第二電容C2連接至比較器1的重置電壓輸入端口IN2與地之間，用于存儲從CIS像素之一輸出的重置電壓以及比較器1的失調(diào)電壓；第一開關(guān)S1連接至第一節(jié)點(diǎn)10與光電荷輸入端口之間，在重置采樣時段和信號采樣時段中被接通，其中光電荷輸入端口接收從CIS像素輸出的光電荷信號；第二開關(guān)S2連接至第二節(jié)點(diǎn)11與比較器1的輸出端之間，在重置采樣時段被接通。