[發(fā)明專利]圖像傳感器和圖像傳感器的操作方法

在審

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• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN115623345A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設計）人: 金允洪;蔡熙成;鄭演煥;薛亥植
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04N25/76
• 分類號: H04N25/76
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權代理有限公司 11286
• 代理人: 黃曉燕;張川緒

公開了一種圖像傳感器和圖像傳感器的操作方法。所述圖像傳感器包括：模擬比較器，被配置為：將像素信號的信號電平與作為多個斜坡信號中的任何一個的目標斜坡信號的信號電平進行比較；計數(shù)器，被配置為基于模擬比較器的比較結果輸出計數(shù)數(shù)據(jù)；以及數(shù)字比較電路，被配置為：將與目標斜坡信號對應的目標參考碼的二進制值與計數(shù)數(shù)據(jù)的二進制值進行比較，并且基于計數(shù)數(shù)據(jù)的二進制值和目標參考碼的二進制值之間的比較結果，確定是否將與計數(shù)數(shù)據(jù)對應的數(shù)字信號輸出到數(shù)據(jù)輸出電路。

本申請基于并要求于2021年7月13日在韓國知識產(chǎn)權局提交的第10-2021-0091686號韓國專利申請的優(yōu)先權，所述韓國專利申請的公開通過引用全部包含于此。

技術領域

發(fā)明構思涉及一種圖像傳感器，更具體地，涉及一種對像素信號進行多次采樣的圖像傳感器的操作方法。

背景技術

圖像傳感器捕獲對象的二維(2D)或三維(3D)圖像。圖像傳感器通過使用響應于從對象反射的光的強度的光電轉換元件來生成對象的圖像。隨著互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術的最新發(fā)展，使用CMOS的CMOS圖像傳感器已經(jīng)被廣泛使用。最近，為了降低像素信號的噪聲，圖像傳感器可對復位信號的電平和對應于圖像信號的電平執(zhí)行雙采樣以基于與差對應的電平生成比較信號，從而執(zhí)行模數(shù)轉換操作。

發(fā)明內容

發(fā)明構思的方面提供一種高效的圖像傳感器及其操作方法，在該圖像傳感器及其操作方法中，當在讀出時間期間對像素信號進行多次采樣時，采樣時間被減少。

根據(jù)發(fā)明構思的一方面，一種用于在讀出時間期間對像素信號進行多次采樣的圖像傳感器包括：模擬比較器，被配置為：將像素信號的信號電平與作為多個斜坡信號中的任何一個的目標斜坡信號的信號電平進行比較；計數(shù)器，被配置為：基于模擬比較器的比較結果輸出計數(shù)數(shù)據(jù)；以及數(shù)字比較電路，被配置為：將與目標斜坡信號對應的目標參考碼的二進制值與計數(shù)數(shù)據(jù)的二進制值進行比較，并且基于計數(shù)數(shù)據(jù)的二進制值與目標參考碼的二進制值之間的比較結果，確定是否將與計數(shù)數(shù)據(jù)對應的數(shù)字信號輸出到數(shù)據(jù)輸出電路。

根據(jù)發(fā)明構思的另一方面，一種用于以列為單位對像素信號進行采樣的圖像傳感器包括多個像素，并且被配置為：將在讀出時間期間在所述多個像素中的每個像素中測量的像素電壓輸出到連接到每個像素的每條列線。所述圖像傳感器包括：多個模擬比較器，每個模擬比較器連接到多條列線中的相應的列線，并被配置為：從連接到列線的像素接收像素電壓并且將像素電壓的信號電平與斜坡信號的信號電平進行比較；多個計數(shù)器，被配置為基于模擬比較器的比較結果輸出計數(shù)數(shù)據(jù)；以及多個數(shù)字比較電路，被配置為：將與斜坡信號對應的參考碼的二進制值與計數(shù)數(shù)據(jù)的二進制值進行比較，并且基于計數(shù)數(shù)據(jù)的二進制值與參考碼的二進制值之間的比較結果，將與計數(shù)數(shù)據(jù)對應的數(shù)字信號和基于相對于斜坡信號的先前的斜坡信號生成的數(shù)字信號中的任何一個輸出到數(shù)據(jù)輸出電路。

根據(jù)發(fā)明構思的另一方面，一種在讀出時間期間對像素信號進行多次采樣的圖像傳感器的操作方法包括：在讀出時間內的第一子讀出時間期間，基于多個斜坡信號中的第一子斜坡信號將第一數(shù)字信號輸出到數(shù)據(jù)輸出電路；在第一子讀出時間之后的第二子讀出時間期間，將具有小于第一子斜坡信號的最大信號電平的最大信號電平的第二子斜坡信號的信號電平與像素信號的信號電平進行比較；基于第二子斜坡信號的電平與像素信號的電平之間的比較結果輸出計數(shù)數(shù)據(jù)；將與第二子斜坡信號對應的參考碼的二進制值與所述計數(shù)數(shù)據(jù)的二進制值進行比較；以及基于所述二進制值之間的比較結果，將與計數(shù)數(shù)據(jù)對應的數(shù)字信號輸出到數(shù)據(jù)輸出電路，或者控制數(shù)據(jù)輸出電路生成第一數(shù)字信號作為與第二子斜坡信號對應的第二數(shù)字信號。