[發明專利]比較電路、讀出電路及圖像傳感器

有效

• 申請號: 202111295614.3
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN114025111B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 蔡化;陳正;陳飛;芮松鵬;夏天
• 申請（專利權）人: 成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H04N25/76
• 分類號: H04N25/76;H04N25/78;H03K5/24
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產權代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

本發明提供了一種比較電路，應用于CMOS圖像傳感器，包括第一比較器、第二比較器、開關單元和預判邏輯單元，所述開關單元的另一端接工作電壓，用于控制所述第一比較器進入開啟狀態或關閉狀態，所述預判邏輯單元的第一輸入端與所述第一比較器的輸出端連接，所述預判邏輯單元的第二輸入端與所述第二比較器的輸出端連接，用于接收所述第一比較信號和第二比較信號，以根據所述第一比較信號和所述第二比較信號輸出控制所述開關單元導通或關斷的開關控制信號，使得所述第一比較器的在開啟狀態和關閉狀態之間切換，而無需實時處于開啟狀態，從而降低了所述第一比較器的功耗，降低了比較電路的功耗。本發明還提供了一種讀出電路和圖像傳感器。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器技術領域，尤其涉及一種比較電路、讀出電路及圖像傳感器。

背景技術

傳統CMOS圖像傳感器(CMOS?image?sensor，CIS)結構中，單積分模數轉換電路(Single?Slope?Analog-to-Digital?Converter，SS-ADC)的功耗主要來自于比較器的靜態電流，SS-ADC即CIS的讀出電路。而為了保證模數轉換的速度、精度，比較器的靜態電流大約在5μA，且在CIS工作期間，比較器一直處于開啟狀態。若CIS處理圖像的規格為1000列、1000行，即100萬像素，則有1000列的SS-ADC，則比較器總的靜態電流為5mA。若達到800萬像素，則有4000列的SS-ADC，則比較器總的靜態電流將達到20mA。對于低功耗的應用來說，20mA的靜態電流會導致功耗過高，從而使得CIS的應用受到極大的限制。

因此，有必要提供一種新型的比較電路、讀出電路及圖像傳感器以解決現有技術中存在的上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種比較電路、讀出電路及圖像傳感器，以降低功耗。

為實現上述目的，本發明的所述比較電路，應用于CMOS圖像傳感器，包括：

第一比較器，用于接收像素信號和第一斜波信號，以輸出第一比較信號，所述第一比較信號作為所述比較電路的輸出信號；

第二比較器，為動態比較器，用于接收所述像素信號和第二斜波信號，以輸出第二比較信號，其中，所述第一斜波信號相對于所述第二斜波信號滯后閾值時間，且所述第一斜波信號的信號范圍、斜率、電位與所述第二斜波信號的信號范圍、斜率、電位完全相同；

開關單元，所述開關單元的一端連接所述第一比較器的工作電壓端，所述開關單元的另一端接工作電壓，用于控制所述第一比較器進入開啟狀態或關閉狀態，所述第一比較器的接地端接地；以及

預判邏輯單元，所述預判邏輯單元的第一輸入端與所述第一比較器的輸出端連接，所述預判邏輯單元的第二輸入端與所述第二比較器的輸出端連接，用于接收所述第一比較信號和第二比較信號，以根據所述第一比較信號和所述第二比較信號輸出控制所述開關單元導通或關斷的開關控制信號。

所述比較電路的有益效果在于：第二比較器為動態比較器，用于接收所述像素信號和第二斜波信號，以輸出第二比較信號，所述開關單元的一端連接所述第一比較器的工作電壓端，所述開關單元的另一端接工作電壓，用于控制所述第一比較器進入開啟狀態或關閉狀態，所述第一比較器的接地端接地，所述預判邏輯單元的第一輸入端與所述第一比較器的輸出端連接，所述預判邏輯單元的第二輸入端與所述第二比較器的輸出端連接，用于接收所述第一比較信號和第二比較信號，以根據所述第一比較信號和所述第二比較信號輸出控制所述開關單元導通或關斷的開關控制信號，使得所述第一比較器的在開啟狀態和關閉狀態之間切換，而無需實時處于開啟狀態，從而降低了所述第一比較器的功耗，進而降低了比較電路的功耗。

可選地，所述預判邏輯單元為組合邏輯電路。

本發明還提供了一種讀出電路，應用于CMOS圖像傳感器，包括：

所述比較電路，以及