[發明專利]斜坡信號發生器和包括該斜坡信號發生器的圖像傳感器

有效

• 申請號: 201910515821.1
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN111385496B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 金真善;申旼錫
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H04N5/357
• 分類號: H04N5/357;H04N5/3745
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

斜坡信號發生器和包括該斜坡信號發生器的圖像傳感器。本發明公開了允許斜坡信號發生器降低噪聲的設備、系統和方法。一種斜坡信號發生器可以包括：參考電壓發生器，其被配置為生成參考電壓；增益控制器，其被配置為控制參考電壓的增益；斜坡信號控制器，其被配置為響應于增益控制器的輸出信號生成斜坡信號；以及偏移控制器，其以電流鏡的形式聯接到增益控制器的輸出端子，并且響應于控制信號而控制斜坡信號的偏移。

技術領域

本公開的實施方式總體上涉及斜坡信號發生器和包括該斜坡信號發生器的圖像傳感器，更具體而言，涉及允許斜坡信號發生器降低噪聲的技術。

背景技術

在電荷耦合器件(CCD)在過去幾十年中主導了大多數圖像感測裝置的成像領域中，已經采用互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術來設計和制造傳感器。傳統上，與CCD相比，CMOS圖像傳感器(CIS)的圖像質量較低。然而，CIS在圖像質量上正迅速達到與CCD相當的水平，并且由于其低功耗、低價格和小尺寸的優點而正迅速擴張到圖像傳感器市場中。值得注意的是，CIS允許攝像機以高質量和高幀率進行記錄，并且現在還在向攝像機市場擴張。

除了其它部件外，CIS包括模數轉換器(ADC)，以將從像素陣列生成的模擬信號(像素信號)轉換成數字信號。

相關雙采樣能夠通過從像素的實際信號中減去參考輸出信號來提高信噪比。ADC使用相關雙采樣得到的信號來進行模數轉換。在對由圖像傳感器像素陣列生成的模擬輸出電壓執行相關雙采樣之后，ADC將所得到的信號與由斜坡信號發生器生成的斜坡信號進行比較，從而提供用于生成數字代碼的比較信號。

然而，由斜坡信號發生器產生并被傳輸到ADC的噪聲仍然會影響CMOS圖像傳感器(CIS)的圖像質量。

發明內容

除了其它內容之外，本專利文檔提供了模數轉換器和圖像傳感器的設計，其能夠通過最小化模數轉換器的、由斜坡信號發生器產生的噪聲來提高圖像質量。

所公開的技術的一些實施方式涉及一種斜坡信號發生器，其用于通過精確地調節斜坡信號的偏移來降低噪聲。

根據本公開的一個實施方式，一種斜坡信號發生器可以包括：參考電壓發生器，其被配置為生成參考電壓；增益控制器，其被配置為控制參考電壓的增益；斜坡信號控制器，其被配置為響應于增益控制器的輸出信號而生成斜坡信號；以及偏移控制器，其聯接到增益控制器的輸出端子以形成電流鏡，并且被配置為響應于控制信號而控制斜坡信號的偏移。

根據本公開的另一實施方式，一種圖像傳感器可以包括：像素陣列，其包括在陣列中彼此相對布置的成像像素，并且被配置為響應于入射光而輸出與所接收的入射光相對應的多個像素信號；斜坡信號發生器，其被配置為生成斜坡信號；以及模數轉換器(ADC)電路，其與像素陣列和斜坡信號發生器通信，并且被配置為使用斜坡信號將多個像素信號轉換成數字信號。斜坡信號發生器可以包括：參考電壓發生器，其被配置為生成參考電壓；增益控制器，其被配置為控制參考電壓的增益；斜坡信號控制器，其被配置為響應于增益控制器的輸出信號而生成斜坡信號；以及偏移控制器，其聯接到增益控制器的輸出端子以形成電流鏡，并且被配置為響應于控制信號而控制斜坡信號的偏移。

附圖說明

當結合附圖考慮時，通過參照以下具體實施方式，本公開的上述和其它特征和優點將變得顯而易見，其中：

圖1示出了基于所公開的技術的實施方式的包括斜坡信號發生器的圖像傳感器的示例。

圖2示出了圖1所示的斜坡信號發生器的示例。

圖3示出了圖2所示的斜坡信號發生器的示例。

圖4示出了圖3所示的斜坡信號發生器的偏移改變的示例。

具體實施方式

圖1示出了基于所公開的技術的實施方式的圖像傳感器10的示例。