[發(fā)明專利]一種用于操作比較器的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710872237.2
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107872634B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 海老原弘知;楊征
• 申請（專利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369;H04N5/374;H04N5/341;H04N5/378;H03M1/08
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本申請案涉及一種用于雙重斜波模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的比較器。本文中描述用于具有經(jīng)增加模/數(shù)轉(zhuǎn)換范圍及經(jīng)減少噪聲的圖像傳感器的設(shè)備及方法。實(shí)例性方法可包含：停用比較器的第一自動歸零開關(guān)，所述第一自動歸零開關(guān)經(jīng)耦合以將所述比較器的參考電壓輸入自動歸零；調(diào)整提供到所述比較器的所述參考電壓輸入的斜波電壓的自動歸零偏移電壓；及停用所述比較器的第二自動歸零開關(guān)，所述第二自動歸零開關(guān)經(jīng)耦合以將所述比較器的位線輸入自動歸零。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般來說涉及圖像傳感器，且特定來說但不排他地涉及圖像傳感器的經(jīng)增加模/數(shù)轉(zhuǎn)換范圍。

背景技術(shù)

圖像傳感器已變得無所不在。其廣泛地用于數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)、蜂窩式電話、安全攝像機(jī)以及醫(yī)學(xué)、汽車及其它應(yīng)用中。用于制造圖像傳感器的技術(shù)一直繼續(xù)快速地進(jìn)展。舉例來說，較高分辨率及較低功率消耗的需求已促進(jìn)了這些裝置的進(jìn)一步小型化及集成。

圖像傳感器常規(guī)地在像素陣列上接收光，此在像素中產(chǎn)生電荷。所述光的強(qiáng)度可影響在每一像素中產(chǎn)生的電荷量，其中較高強(qiáng)度產(chǎn)生較高電荷量。所述電荷可由所述圖像傳感器基于與參考電壓信號的比較而轉(zhuǎn)換成所述電荷的數(shù)字表示。所述比較可常規(guī)地由比較器執(zhí)行，所述比較器提供輸出作為所述電荷的所述數(shù)字表示。然而，所述比較器可能將噪聲注入到所述輸出中。另外，所述比較器的輸出可影響到輸入且導(dǎo)致一些錯誤。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面涉及一種方法，所述方法包括：停用比較器的第一自動歸零開關(guān)，所述第一自動歸零開關(guān)經(jīng)耦合以將所述比較器的參考電壓輸入自動歸零；調(diào)整提供到所述比較器的所述參考電壓輸入的斜波電壓的自動歸零偏移電壓；及停用所述比較器的第二自動歸零開關(guān)，所述第二自動歸零開關(guān)經(jīng)耦合以將所述比較器的位線輸入自動歸零。

在本發(fā)明的另一方面中，一種比較器包括第一級，所述第一級經(jīng)耦合以將參考電壓與圖像電荷電壓信號進(jìn)行比較且作為響應(yīng)而提供第一輸出，所述第一級包含：第一及第二NMOS輸入晶體管，其耦合在啟用晶體管與相應(yīng)第一及第二共源共柵裝置之間，其中所述第一及第二NMOS輸入晶體管的柵極經(jīng)耦合以分別接收所述參考電壓及所述圖像電荷電壓信號；第一自動歸零開關(guān)，其耦合在所述第一NMOS輸入晶體管的所述柵極與第一節(jié)點(diǎn)之間，所述第一節(jié)點(diǎn)形成于所述第一NMOS輸入晶體管與所述第一共源共柵裝置之間；及第二自動歸零開關(guān)，其耦合在所述第二NMOS輸入晶體管的所述柵極與第二節(jié)點(diǎn)之間，所述第二節(jié)點(diǎn)形成于第二共源共柵裝置與第二PMOS晶體管之間，其中所述第二節(jié)點(diǎn)為所述第一級的輸出，其中所述第一及第二NMOS輸入晶體管在所述比較器的自動歸零操作周期期間所耦合的所述第一及第二節(jié)點(diǎn)之間的電壓差減少在所述比較器的ADC操作周期期間發(fā)生的回掃量。

在本發(fā)明的又一方面中，一種成像系統(tǒng)包括：像素陣列，其用以接收圖像光且作為響應(yīng)而產(chǎn)生圖像電荷電壓信號；讀出電路，其經(jīng)耦合以從所述像素陣列接收所述圖像電荷電壓信號且作為響應(yīng)而提供所述圖像電荷電壓信號的數(shù)字表示，所述讀出電路包含比較器以接收所述圖像電荷、將所述圖像電荷電壓信號與參考電壓進(jìn)行比較且作為響應(yīng)而提供所述圖像電荷電壓信號的所述數(shù)字表示，其中所述比較器包括：第一級，其經(jīng)耦合以接收所述圖像電荷及所述參考電壓且作為響應(yīng)而提供第一輸出；及第二級，其經(jīng)耦合以接收所述第一輸出且作為響應(yīng)而提供所述圖像電荷電壓信號的所述數(shù)字表示，所述第二級包括：輸入，其經(jīng)耦合以接收所述第一輸出；第一電容器，其經(jīng)耦合以存儲第二級參考電壓；參考電壓輸入，其耦合到所述輸入，且進(jìn)一步在柵極處耦合到所述第一電容器；及第一控制開關(guān)，其耦合在所述輸入與所述第一級的第三節(jié)點(diǎn)之間，且其中所述第一電容器響應(yīng)于所述第一控制開關(guān)經(jīng)啟用而被充電到基于所述第一級的所述第三節(jié)點(diǎn)上的電壓的電壓。

附圖說明

參考以下各圖描述本發(fā)明的非限制性及非窮盡性實(shí)例，其中除非另有規(guī)定，否則在所有各個視圖中相似參考編號指代相似部件。

圖1圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的成像系統(tǒng)的一個實(shí)例。

圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的比較器。