[發明專利]一種模數轉換器和控制方法及成像裝置

在審

• 申請號: 201811026111.4
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109167942A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 王小明
• 申請（專利權）人: 深圳阜時科技有限公司
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378;H04N5/3745;H03M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種模數轉換器，所述模數轉換器包括比較電路和開關電路，所述開關電路用于提供多個開關控制信號到所述比較電路，所述比較電路接收斜坡電壓信號和像素電壓信號并根據開關電路提供開關控制信號工作在共模平衡狀態。本發明模數轉換器能夠有效抑制比較電路增益帶來的延遲和系統失調，將每一列模數轉換器偏差調整一致，使得輸出信號穩定性更好。本發明還提供一種用于上述模數轉換器的控制方法和成像裝置。

技術領域

本發明涉及圖像感測領域，尤其涉及一種用于圖像傳感器的模數轉換器和控制方法及成像裝置。

背景技術

隨著科技日新月異的發展，圖像傳感器及其成像裝置被廣泛應用在各行各業和人們日常生活中。例如，數碼相機、攝像機、手機、無人機、監控設備、汽車，以及醫療設備、自動化生產車間等。

一般地，外界物體發射或反射的光信號經過透鏡處理后被圖像傳感器的像素陣列接收，進而產生像素電荷信號。所述像素電荷信號和斜坡電壓信號通過輸入模數轉換電路處理。常用的模數轉換電路容易產生噪聲干擾。現有技術中，輸入的像素信號一般包括初始信號和圖像信號兩個階段，在這兩個階段分別與斜坡電壓進行比較。由于兩次比較的共模電壓不一致，使得數模轉換器計數器的延遲(delay)不一致，導致每一列像素的輸出信號偏差不一致，進而影響圖像質量。

發明內容

本發明的一個方面公開了模數轉換器，所述模數轉換器包括比較電路和開關電路，所述開關電路用于提供多個開關控制信號到所述比較電路，所述比較電路接收斜坡電壓信號和像素電壓信號并根據開關電路提供開關控制信號工作在共模平衡狀態。

進一步的，所述模數轉換器還包括計數器，所述計數器連接所述比較電路輸出端，用于根據比較電路的輸出信號輸出數字信號。

進一步的，所述開關電路與所述比較電路并聯連接，所述開關電路通過不同的開關控制信號控制所述比較電路的輸入信號達到共模平衡，所述比較電路包括連接到所述斜坡電壓生成電路的第一輸入端，用于接收所述斜坡電壓生成電路提供的斜坡電壓信號，所述比較電路的第二輸入端用于接收來自所述像素矩陣的像素電壓信號，所述比較電路的輸出端用于提供基于斜坡電壓和像素電壓的電平比較結果，所述計數器根據所述電平比較結果得到對應的圖像電荷的數字表示。

進一步的，所述比較電路包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第一電容和第二電容，所述開關電路包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關和第六開關，所述第一晶體管和第二晶體管相互并聯耦合在第三、第四晶體管和電流產生電路之間，所述第三晶體管的柵極和漏極短接，并和第四晶體管的柵極相連，所述第三晶體管的漏極連接所述第一晶體管的漏極，所述第四晶體管的漏極連接所述第二晶體管的漏極，所述第三晶體管的源極和所述第四晶體管的源極相連并連接電源電壓。

進一步的，所述第五開關和第六開關是晶體管開關，所述第五開關的漏極連接所述第一晶體管和所述第三晶體管的漏極，源極連接所述第一晶體管的柵極,所述第六開關的漏極連接所述第二晶體管和所述第四晶體管的漏極，源極連接所述第二晶體管的柵極,所述第五開關的柵極和所述第六開關的柵極被提供有自動調零控制信號。

進一步的，自動調零控制信號為低電平時，所述第五開關和第六開關處于閉合狀態,所述第一開關和第三開關處于斷開狀態；所述第二開關和第四開關處于閉合狀態，此時所述第五開關和第六開關導通，所述第一晶體管和第二晶體管的柵極電壓達到共模平衡。

進一步的，在初始信號比較階段，像素電壓為初始電壓，自動調零控制信號為高電平，所述第五開關和第六開關處于斷開狀態，所述第一開關和第三開關處于閉合狀態，所述開關第二開關和第四開關處于斷開狀態，第一電容的一端電極接收斜坡電壓輸入，第一晶體管的柵極電壓相應增大第一增量，斜坡電壓生成電路輸出的斜坡電壓逐漸減小，所述第一晶體管的柵極電壓相應減小。