[发明专利]斜坡信号发生装置和包括其的CMOS图像传感器

说明书

斜坡信号发生装置和包括其的CMOS图像传感器。该斜坡信号发生装置包括：采样电路，该采样电路被设置为对斜坡电流进行采样并且存储与采样的所述斜坡电流对应的电压；电流保持电路，该电流保持电路被设置为保持所述斜坡电流；电流传送电路，该电流传送电路被设置为传送与存储在所述采样电路上的电压对应的电流；以及电流‑电压转换器，该电流‑电压转换器被设置为转换并产生与从所述电流传送电路传送的电流对应的斜坡电压。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及图像传感器。特别地，本公开的实施方式涉及用于获取与斜坡电流对应的稳定且准确的斜坡电压的斜坡信号发生装置和产生此斜坡电压的方法。

背景技术

近来，已经制造了具有高帧率和高密度的互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。可以在CMOS图像传感器中使用单斜模数转换器件(SS-ADC)。

在使用电流导引数模转换装置实现使用SS-ADC的CMOS图像传感器的斜坡信号发生装置的情况下，可以使用电流量调节技术来调节CMOS图像传感器的增益。

斜坡信号发生装置通过使用晶体管复制斜坡电流并且将复制的斜坡电流传送到斜坡电阻器来生成具有与该斜坡电流对应的斜坡电压的斜坡信号。

在此斜坡信号发生装置的结构中，由于制造工艺分布等而发生晶体管当中的各个特性的不匹配。因此，改变了诸如阈值电压和迁移率这样的基本晶体管特性。

也就是说，虽然晶体管是在相同的环境中进行设计和制造的，但是由于制造过程分布等而出现不匹配。因此，由于多个晶体管不具有相同的特性，因此难以获取与斜坡电流对应的精确斜坡电压，并且斜坡电压的值不稳定。

发明内容

各种实施方式涉及通过对斜坡电流进行采样并且将其传送到斜坡电阻器来获取与该斜坡电流对应的稳定且准确的斜坡电压的斜坡信号发生装置和包括其的CMOS 图像传感器。

在实施方式中，一种斜坡信号发生装置可以包括：采样电路，该采样电路被设置为对斜坡电流进行采样并且存储与采样的所述斜坡电流对应的电压；电流保持电路，该电流保持电路被设置为保持所述斜坡电流；电流传送电路，该电流传送电路被设置为传送与存储在所述采样电路上的电压对应的电流；以及电流-电压转换器，该电流- 电压转换器被设置为转换并产生与从所述电流传送电路传送的电流对应的斜坡电压。

在实施方式中，一种CMOS图像传感器可以包括：像素阵列，该像素阵列包括像素，并且被设置为产生与在每个像素处接收的入射光对应的像素信号；行解码器，该行解码器与所述像素阵列联接并且被设置为逐行地选择并控制所述像素阵列的像素；斜坡信号发生装置，该斜坡信号发生装置被设置为对斜坡电流进行采样，存储与所采样的所述斜坡电流对应的电压，将与所存储的电压对应的所述斜坡电流传送到斜坡电阻器，并且产生斜坡电压；比较电路，该比较电路被设置为将从所述斜坡信号发生装置施加的所述斜坡电压与从所述像素阵列接收的所述像素信号进行比较；计数器，该计数器被设置为基于所述比较信号来执行计数操作；存储器，该存储器被设置为存储从所述计数器输出的信息；列读出电路，该列读出电路被设置为输出存储在所述存储器中的信息；以及控制器，该控制器被设置为控制所述行解码器、所述斜坡信号发生装置、所述比较电路、所述计数器、所述存储器和所述列读出电路。

在实施方式中，一种产生斜坡电压的方法可以包括以下步骤：对斜坡电流进行采样并且存储与所采样的所述斜坡电流对应的电压；保持所述斜坡电流；传送与所存储的所述电压对应的电流；以及转换并产生与所传送的所述电流对应的斜坡电压。

附图说明

图1是例示CMOS图像传感器的示例的示图。

图2是例示图1中示出的斜坡信号发生装置的示例的电路图。

图3A是例示根据本公开的实施方式的斜坡信号发生装置的电路图。

图3B是例示根据本公开的实施方式的斜坡信号发生装置的操作的定时图。