[發明專利]配置為減少反沖擾動的模擬多路復用器

有效

• 申請號: 200980150165.4
• 申請日: 2009-11-24
• 公開（公告）號: CN102265604A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: S·薛
• 申請（專利權）人: 美商豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/378
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

技術領域

本發明大體上關于電子電路，且更特定而言本發明關于例如可在數字相機及其它類型的成像裝置中結合影像傳感器讀出而使用的模擬多路復用電路。

發明背景

一典型電子影像傳感器包括以二維陣列配置的許多光二極管或其它感光組件。這些組件亦通常被稱為圖像組件或“像素”且該對應陣列被稱為一像素陣列。入射在該像素陣列上的光藉由感光組件而轉換為電荷。使用主動像素傳感器(APS)或電荷耦合設備(CCD)裝置自該像素陣列的感光組件讀取針對一給定影像捕獲期間收集的電荷。

為以高速讀出該像素陣列，通常有必要在多重模擬讀出通道之間共享某種信號處理電路。此多重通道讀出裝置(arrangement)大體上包括將若干低速模擬通道多路復用為單一高速模擬通道。例如，在使用互補金屬氧化物半導體(CMOS)電路而實施的典型APS影像傳感器(其在本文中亦被稱為CMOS影像傳感器)中，低速通道可對應于該像素陣列的各自的列，且該等低速通道的每一者可包含一模擬信號處理器(ASP)及一可編程增益放大器(PGA)。該高速模擬通道可包含高速PGA或采樣采樣保持放大器，其耦合至將從像素陣列讀取的模擬信號轉換為數字影像數據的模擬至數字轉換器(ADC)。

不幸的是，當將若干低速模擬通道多路復用為單一高速模擬通道時會出現重大的問題。例如，相關于高速PGA的輸入切換操作可能會中斷低速PGA的適當操作。常規模擬多路復用器無法提供對于這些問題的妥當的解決方案。因此，存在針對改良模擬多路復用裝置的需求，其使用在其中通道結合影像讀出而將多重低速模擬通道多路復用為單一高速模擬通道的CMOS影像傳感器或其它類型的電子影像傳感器中。

發明內容

本發明的說明性實施例提供用于促進影像傳感器的高速讀取的模擬多路復用器。

根據本發明的一方面，模擬多路復用器配置為多路復用多個輸入模擬信號通道為單一輸出模擬信號通道。該模擬多路復用器包括多個相關于所述多個輸入模擬信號通道的各自相應輸入模擬信號通道的輸入采樣電路，及具有能夠可控制地依次連接至所述多個輸入采樣電路的每一者的輸入的放大器。該模擬多路復用器進一步配置為在連接該輸入采樣電路的采樣組件至該放大器的輸入之前的預定時間連接所述多個輸入模擬信號通道的至少給定一個至采樣電容器或其對應輸入采樣電路的其它采樣組件。該預定時間小于該放大器的采樣頻率的全頻率周期。例如，在兩個輸入模擬信號通道被多路復用為單一輸出模擬信號通道的裝置中，該預定時間可大約為放大器采樣頻率的全頻率周期的一半。

在一個說明性實施例中，該給定輸入采樣電路包括正及負輸入，其耦合至對應的輸入模擬信號通道的各自正及負差分信號線，且該放大器包括具有正及負輸入的差分放大器。在本實施例中的該模擬多路復用器配置為在連接該第一及第二采樣電容器的各自第二板至該差分放大器的各自正及負輸入之前的預定時間，連接該給定輸入采樣電路的正及負輸入至各自第一及第二采樣電容器的各自第一板。

在該說明性實施例中的該模擬多路復用器的給定輸入采樣電路可更特定地包括一組九個開關，包含耦合在該輸入采樣電路的正輸入與第一采樣電容器的第一板之間的第一開關，耦合在該輸入采樣電路的負輸入與第二采樣電容器的第一板之間的第二開關，耦合在該第一及第二采樣電容器的各自第二板與共模電壓參考之間的第三及第四開關，及與各自的第一及第二開關及在各自正及負信號路徑中的各自第一及第二采樣電容器串聯配置并耦合在該第一及第二采樣電容器的各自第二板與該差分放大器的各自正及負輸入的第五及第六開關。該模擬多路復用器可進一步包含耦合在第一及第二采樣電容器的各自第一板與各自上與下電壓參考之間的第七及第八開關，及耦合在第一及第二采樣電容器的各自第一板之間的第九開關。

根據本發明的另一方面，該模擬多路復用器可在相關于影像傳感器的像素陣列的讀出電路中實施。讀出電路可為例如與像素陣列整合于影像傳感器集成電路中。根據本發明的影像傳感器可在數字相機或其它類型的成像設備中實施。

該說明性實施例有利地降低或消除可歸因于高速通道組件(諸如PGA或DAC)的輸入切換的反沖(kickback)擾動，藉此改良影像傳感器的讀出效能。

附圖說明

本發明的以上及其它目的、特征及優點將在結合以下說明及附圖時變得顯而易見，其中當可能時相同參考數字已用于指定共通于附圖的相同特征。

圖1是具有根據本發明的說明性實施例而配置的CMOS影像傳感器的數字相機的方塊圖；

圖2是顯示圖1的數字相機的CMOS影像傳感器的部分的更詳細視圖的方塊圖；