[发明专利]固态图像传感器和摄像机系统

权利要求书

1.一种固态图像传感器，包括：

像素单元，被配置为使得进行光电转换的多个像素按矩阵排列； 和

像素信号读出单元，被配置为逐个像素地从所述像素单元读出多 个像素信号；

其中所述像素信号读出单元包括

多个比较器，相对于像素按列平行设置，被配置为将读出信 号电势与基准电压进行比较，并基于该比较结果而输出判定信号；和

多个计数器，被配置为计数相应比较器的比较时间；以及

其中每个比较器包括

第一放大器，包含差分增幅器，被配置为在一晶体管的栅极 接收所述基准电压，在另一晶体管的栅极接收所述读出信号，并将所 述基准电压与所述读出信号电势比较；

第二放大器，包含增幅器，被配置为增大所述第一放大器的 输出增益，并输出其结果；以及

电容器，连接在所述第二放大器中的增幅器的输入端与输出 端之间以表现出米勒效应。

2.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中连接在所述第 二放大器的输入端与输出端之间的电容器按照{C＊(1+A_V2)}对从所述 第一放大器的输出端看到的增益进行相乘，其中A_V2是所述增幅器的 增益，C是所述电容器的电容。

3.根据权利要求1或2所述的固态图像传感器，其中

所述第二放大器中的增幅器由公共源极场效应晶体管形成，该公 共源极场效应晶体管在其栅极被提供所述第一放大器的输出；和

所述电容器连接在所述公共源极场效应晶体管的栅极与漏极之 间。

4.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中

所述第一放大器还包括

自清零开关，被连接在所述差分晶体管的栅极与漏极之间以 在启动行操作时确定每列中的工作点；以及

第一和第二电容器，连接到所述差分晶体管的各个栅极，并 被配置为对自清零电平进行采样。

5.根据权利要求4所述的固态图像传感器，其中

所述第二放大器包括

自清零开关，被配置为在启动行操作时确定每列中的工作 点；和

第三电容器，被配置为对自清零电平进行采样。

6.根据权利要求5所述的固态图像传感器，其中

所述第二放大器包括

第一导电类型场效应晶体管，被配置为在其栅极接收所述第 一放大器的输出；和

第二导电类型场效应晶体管，与所述第一导电类型场效应晶 体管串联连接，具有被设置在其栅极与漏极之间的自清零开关，并且 其中栅极连接到所述第三电容器；

在所述第一导电类型场效应晶体管与所述第二导电类型场效应 晶体管之间的连接点形成输出节点，以及

其中被配置为表现出米勒效应的所述电容器被连接在所述第一 导电类型场效应晶体管的栅极与漏极之间。

7.一种摄像机系统，包括：

固态图像传感器；和

被配置为将物体图像聚焦在所述图像传感器上的光学系统；

其中所述固态图像传感器包括：

像素单元，被配置为使得进行光电转换的多个像素按矩阵 排列；和

像素信号读出单元，被配置为逐个像素地从所述像素单元 读出多个像素信号；

所述像素信号读出单元包括

多个比较器，相对于像素按列平行设置，被配置为将读出信 号电势与基准电压进行比较，并基于该比较结果而输出判定信号；和

多个计数器，被配置为计数相应比较器的比较时间；以及

其中每个比较器包括

第一放大器，包含差分增幅器，被配置为在一晶体管的栅极 接收所述基准电压，在另一晶体管的栅极接收所述读出信号，并将所 述基准电压与所述读出信号电势进行比较；

第二放大器，包含增幅器，被配置为增大所述第一放大器的 输出增益，并输出该结果；以及

电容器，连接在所述第二放大器中的增幅器的输入端与输出 端之间以表现出米勒效应。