[發明專利]用于雙重斜波模/數轉換器的比較器

有效

• 申請號: 202010127093.X
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN111327849B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 海老原弘知;楊征
• 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;H04N5/374;H04N5/369;H04N5/341;H03M1/08;H03K5/24
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本申請案涉及一種用于雙重斜波模/數轉換器的比較器。本文中描述用于具有經增加模/數轉換范圍及經減少噪聲的圖像傳感器的設備及方法。實例性方法可包含：停用比較器的第一自動歸零開關，所述第一自動歸零開關經耦合以將所述比較器的參考電壓輸入自動歸零；調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，所述第二自動歸零開關經耦合以將所述比較器的位線輸入自動歸零。

分案申請的相關信息

本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2017年9月25日、申請號為201710872237.2、發明名稱為“用于雙重斜波模/數轉換器的比較器”的發明專利申請案。

技術領域

本發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增加模/數轉換范圍。

背景技術

圖像傳感器已變得無所不在。其廣泛地用于數碼靜態相機、蜂窩式電話、安全攝像機以及醫學、汽車及其它應用中。用于制造圖像傳感器的技術一直繼續快速地進展。舉例來說，較高分辨率及較低功率消耗的需求已促進了這些裝置的進一步小型化及集成。

圖像傳感器常規地在像素陣列上接收光，此在像素中產生電荷。所述光的強度可影響在每一像素中產生的電荷量，其中較高強度產生較高電荷量。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換成所述電荷的數字表示。所述比較可常規地由比較器執行，所述比較器提供輸出作為所述電荷的所述數字表示。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致一些錯誤。

發明內容

本發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，所述第一自動歸零開關經耦合以將所述比較器的參考電壓輸入自動歸零；調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，所述第二自動歸零開關經耦合以將所述比較器的位線輸入自動歸零。

在本發明的另一方面中，一種比較器包括第一級，所述第一級經耦合以將參考電壓與圖像電荷電壓信號進行比較且作為響應而提供第一輸出，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，其耦合在所述第一NMOS輸入晶體管的所述柵極與第一節點之間，所述第一節點形成于所述第一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，其耦合在所述第二NMOS輸入晶體管的所述柵極與第二節點之間，所述第二節點形成于第二共源共柵裝置與第二PMOS晶體管之間，其中所述第二節點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點之間的電壓差減少在所述比較器的ADC操作周期期間發生的回掃量。

在本發明的又一方面中，一種成像系統包括：像素陣列，其用以接收圖像光且作為響應而產生圖像電荷電壓信號；讀出電路，其經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而提供所述圖像電荷電壓信號的數字表示，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行比較且作為響應而提供所述圖像電荷電壓信號的所述數字表示，其中所述比較器包括：第一級，其經耦合以接收所述圖像電荷及所述參考電壓且作為響應而提供第一輸出；及第二級，其經耦合以接收所述第一輸出且作為響應而提供所述圖像電荷電壓信號的所述數字表示，所述第二級包括：輸入，其經耦合以接收所述第一輸出；第一電容器，其經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，且進一步在柵極處耦合到所述第一電容器；及第一控制開關，其耦合在所述輸入與所述第一級的第三節點之間，且其中所述第一電容器響應于所述第一控制開關經啟用而被充電到基于所述第一級的所述第三節點上的電壓的電壓。

附圖說明