[發明專利]成像系統及用于其中的讀出電路

在審

• 申請號: 201710066816.8
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN107277398A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 鄧黎平;瞿旻;袁碧;林盈侃
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 齊楊

技術領域

本發明大體上涉及圖像傳感器。更特定來說，本發明的實例涉及從圖像傳感器像素讀出圖像數據的電路。

背景技術

圖像傳感器已變得無處不在。它們廣泛應用于數字攝像機，蜂窩電話、安全攝像機，以及醫療、汽車及其它應用中。用于制造圖像傳感器(且尤其是互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器)的技術已持續以迅猛的速度進步。舉例來說，對更高分辨率及更低能耗的需求已促進CMOS圖像傳感器的進一步微型化及集成化。

在常規CMOS有源像素傳感器中，圖像電荷是從光敏裝置(例如，光電二極管)轉移且被轉換成浮動擴散節點上的像素單元內部的電壓信號。在常規CMOS圖像傳感器中，放大器(例如，源極跟隨器電路)用于像素單元中以放大所述浮動擴散節點上的信號，以將圖像數據輸出到位線，所述位線由列讀出電路讀取。由所述讀出電路從所述像素讀出的模擬信號被轉換成所述列中的每一者中的數字信號。

圖像傳感器讀出電路的持續挑戰是來自包含在讀出電路中的模/數轉換器的電荷反沖噪聲，其降級讀出電路的性能。由電荷反沖噪聲引起的模/數轉換器的性能降級貫穿讀出電路擴散到其它列中的模/數轉換器。反沖噪聲可干擾模/數轉換器的輸入信號電壓，且因此將其本身在由圖像傳感器獲取的所得圖像中表現為非所要水平條帶，其有時也被稱為水平拖尾或水平條紋噪聲。

發明內容

在一個方面，本發明涉及一種用于圖像傳感器的讀出電路，其包括：系統斜坡產生器，其經耦合以產生系統斜坡信號；多個模/數轉換器，其中所述多個模/數轉換器中的每一者耦合到來自像素陣列的多個列位線中的對應一者以接收多個模擬列圖像信號中的對應一者；及隔離斜坡緩沖器，其耦合在所述系統斜坡產生器與所述多個模/數轉換器之間，其中所述隔離斜坡緩沖器包含經耦合以接收所述系統斜坡信號的單個輸入，其中所述隔離斜坡緩沖器進一步包含多個隔離輸出，其中所述多個隔離輸出中的每一者經耦合以將多個隔離列斜坡信號中的對應一者提供到所述多個模/數轉換器中的對應一者，其中所述多個模/數轉換器中的每一者經耦合以響應于所述多個模擬列圖像信號中的所述對應一者及所述多個隔離列斜坡信號中的所述對應一者而產生對應數字列圖像信號。

在另一方面，本發明涉及一種成像系統，其包括：像素陣列，其包含組織成多個行及列的多個像素；控制電路，其耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作；及讀出電路，其耦合到所述像素陣列以從所述像素讀出圖像數據，其中所述讀出電路包含：系統斜坡產生器，其經耦合以產生系統斜坡信號；多個模/數轉換器，其中所述多個模/數轉換器中的每一者耦合到來自像素陣列的多個列位線中的對應一者以接收多個模擬列圖像信號中的對應一者以從所述像素導出所述圖像數據；及隔離斜坡緩沖器，其耦合在所述系統斜坡產生器與所述多個模/數轉換器之間，其中所述隔離斜坡緩沖器包含經耦合以接收所述系統斜坡信號的單個輸入，其中所述隔離斜坡緩沖器進一步包含多個隔離輸出，其中所述多個隔離輸出中的每一者經耦合以將多個隔離列斜坡信號中的對應一者提供到所述多個模/數轉換器中的對應一者，其中所述多個模/數轉換器中的每一者經耦合以響應于所述多個模擬列圖像信號中的所述對應一者及所述多個隔離列斜坡信號中的所述對應一者而產生對應數字列圖像信號。

附圖說明

參考以下諸圖描述本發明的非限制性及非窮盡實施例，其中相似參考數字貫穿各種視圖指代相似部分，除非另有規定。

圖1是說明根據本發明的教示的包含耦合到讀出電路的圖像傳感器像素陣列的實例成像系統的框圖，所述讀出電路的特征是具有減少的水平條帶的斜坡產生器隔離。

圖2是說明根據本發明的教示的來自耦合到讀出電路的圖像傳感器像素陣列的多個列的像素的一個實例的示意圖，所述讀出電路的特征是具有減少的水平條帶的斜坡產生器隔離。

圖3是說明根據本發明的教示的系統斜坡產生器的一個實例的示意圖，所述系統斜坡產生器耦合到包含在根據本發明的教示提供減少的水平條帶的讀出電路中的隔離斜坡緩沖器電路。

對應參考字符貫穿圖式的若干視圖指示對應組件。所屬領域的技術人員應了解，圖中的元件是出于簡單及清楚的目的而說明，且未必按比例繪制。舉例來說，圖中一些元件的尺寸相對于其它元件可被夸大以幫助提高對本發明的各種實施例的理解。此外，為了促進對本發明的這些各種實施例的更少理解障礙，通常不描繪在商業上可行的實施例中有用的或必要的常見但眾所周知的元件。

具體實施方式