[發(fā)明專利]比較器、比較方法、AD轉(zhuǎn)換器、圖像拾取器件、電子設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310535265.7
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103813113A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 中原辰德
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/3745
• 分類號: H04N5/3745
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關(guān)申請的交叉引用?

本申請要求于2012年11月8日提交的日本在先專利申請JP2012-246536的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。?

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及比較器，比較方法，AD轉(zhuǎn)換器，固態(tài)圖像拾取器件，以及電子設(shè)備，特別地，涉及用于抑制由于比較器輸出的同時反轉(zhuǎn)所引起的噪聲的比較器，比較方法，AD轉(zhuǎn)換器，固態(tài)圖像拾取器件，以及電子設(shè)備。?

背景技術(shù)

一種用作用于數(shù)碼相機或類似設(shè)備的固態(tài)圖像拾取器件的CMOS圖像傳感器（在下文中，將縮寫為CIS）已經(jīng)眾所周知。?

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中CIS的構(gòu)造實例。這個CIS10布置有AD轉(zhuǎn)換單元（以下簡稱ADC），該ADC被配置為執(zhí)行相關(guān)雙采樣（CDS）作為數(shù)字信號處理以去除在像素信號中生成的噪聲（例如，參見日本專利第4470700號）。?

CIS10包括像素陣列單元11，行掃描單元12，列掃描單元13，時序控制單元14，為每個列布置的AD轉(zhuǎn)換器（ADC）15，DAC16，以及數(shù)據(jù)輸出單元17。?

像素陣列單元11由以矩陣布置的大量像素111組成。行掃描單元12，列掃描單元13，以及時序控制單元14被配置為連續(xù)地讀出像素陣列單元11的信號。行掃描單元12控制行地址和行掃描。列掃描單元13控制列地址和列掃描。時序控制單元14生成內(nèi)部時鐘信號。時序控制單元14也生成如下所述的自動調(diào)零信號AZ0。?

每個ADC15是由比較器（CMP）151，異步雙向計數(shù)器（CNT）152，以及開關(guān)153組成的積分型ADC。?

由DAC16產(chǎn)生的一個共用參考信號和經(jīng)由豎直信號線Vn（n=0,1,…，n+1）從一個像素111讀出的與光電荷的量相對應(yīng)的模擬像素信號被輸入到每個比較器151。比較器151將參考信號和像素信號互相比較并且將比較結(jié)果的信號輸出到異步雙向計數(shù)器（在下文中，將簡稱為計數(shù)器）152。?

圖2示出了布置沿行方向的比較器151的電路構(gòu)造的實例。連同上面提及的共用參考信號和像素信號，經(jīng)由DAC16和圖中未示出的信號線從時序控制單元14提供的共用自動調(diào)零信號AZ0被輸入到每個比較器151。圖3示出了共用自動調(diào)零信號，輸入到每個比較器151的共用參考信號，以及共用自動調(diào)零信號的波形的實例。自動調(diào)零信號AZ0根據(jù)參考信號被布置于VO電平（即，偏移電平）的定時被布置為低電平。?

每個比較器151跟隨自動調(diào)零信號在參考信號和像素信號上執(zhí)行自動調(diào)零，以及將比較結(jié)果的信號反轉(zhuǎn)（比較器151的輸出）。利用這個自動調(diào)零，可以在不受來自各個像素111的復(fù)位成分中的變化的影響的情況下布置計數(shù)器152的比較時期。?

計數(shù)器152具有基于比較器151的比較結(jié)果和時鐘CK執(zhí)行向上/向下計數(shù)（或者向下計數(shù)）以保持與比較結(jié)果相對應(yīng)的計數(shù)值的功能。開關(guān)153將計數(shù)器152和數(shù)據(jù)傳輸線18彼此連接并且基于來自列掃描單元13的掃描控制執(zhí)行打開和關(guān)閉。包括與數(shù)據(jù)傳輸線18相對應(yīng)的傳感電路和減法電路的數(shù)據(jù)輸出單元17被配置在數(shù)據(jù)傳輸線18上。?

具有用作保持電路的計數(shù)器152被布置在向上計數(shù)（或者向下計數(shù)）狀態(tài)中作為初始狀態(tài)并且執(zhí)行復(fù)位計數(shù)。當(dāng)來自相應(yīng)比較器151的比較結(jié)果被反轉(zhuǎn)時，計數(shù)器152停止向上計數(shù)操作，并且保持計數(shù)值。這時，計數(shù)器152的初始值被布置為模數(shù)轉(zhuǎn)換的進度（gradation）的任意值，例如，0。在這個復(fù)位計數(shù)周期過程中，各個像素111的復(fù)位成分被讀出。此后，計數(shù)器152被布置在向下計數(shù)（或者向上計數(shù)）狀態(tài)中并且執(zhí)行與入射光量相對應(yīng)的數(shù)據(jù)計數(shù)。當(dāng)相應(yīng)比較器151的比較結(jié)果被反轉(zhuǎn)時，保持根據(jù)比較時期的計數(shù)值。根據(jù)來自列掃描單元13和數(shù)據(jù)傳輸線18的掃描，在計數(shù)器152中保持的計數(shù)值作為數(shù)字信號經(jīng)由已經(jīng)關(guān)閉的開關(guān)153被輸入到數(shù)據(jù)輸出單元17。?

例如，列掃描單元13在從時序控制單元14提供起動脈沖STR和主時鐘MCK時被激活，并且與驅(qū)動時鐘CLK同步地驅(qū)動相應(yīng)的選擇線SEL，在CLK時鐘中，主時鐘MCK被布置為基準(zhǔn)（a?reference）以將計數(shù)器152的鎖存數(shù)據(jù)（保持的計數(shù)值）讀出至數(shù)據(jù)傳輸線18。?

發(fā)明內(nèi)容

如上所述，共用參考信號和共用自動調(diào)零信號AZ0被輸入到沿行方向布置的每個比較器151。因此，沿行方向無變化的對象的圖像被采集的情形下，例如具有相似值的像素信號被輸入到多數(shù)個比較器151，并且如圖3中所示，多數(shù)個比較器151的反轉(zhuǎn)定時分散的寬度（反轉(zhuǎn)定時的變化）變窄。也就是說，多數(shù)個比較器151的輸出被同時反轉(zhuǎn)。?