[发明专利]斜坡信号发生器和包括该斜坡信号发生器的图像传感器

说明书

斜坡信号发生器和包括该斜坡信号发生器的图像传感器。本发明公开了允许斜坡信号发生器降低噪声的设备、系统和方法。一种斜坡信号发生器可以包括：参考电压发生器，其被配置为生成参考电压；增益控制器，其被配置为控制参考电压的增益；斜坡信号控制器，其被配置为响应于增益控制器的输出信号生成斜坡信号；以及偏移控制器，其以电流镜的形式联接到增益控制器的输出端子，并且响应于控制信号而控制斜坡信号的偏移。

技术领域

本公开的实施方式总体上涉及斜坡信号发生器和包括该斜坡信号发生器的图像传感器，更具体而言，涉及允许斜坡信号发生器降低噪声的技术。

背景技术

在电荷耦合器件(CCD)在过去几十年中主导了大多数图像感测装置的成像领域中，已经采用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术来设计和制造传感器。传统上，与CCD相比，CMOS图像传感器(CIS)的图像质量较低。然而，CIS在图像质量上正迅速达到与CCD相当的水平，并且由于其低功耗、低价格和小尺寸的优点而正迅速扩张到图像传感器市场中。值得注意的是，CIS允许摄像机以高质量和高帧率进行记录，并且现在还在向摄像机市场扩张。

除了其它部件外，CIS包括模数转换器(ADC)，以将从像素阵列生成的模拟信号(像素信号)转换成数字信号。

相关双采样能够通过从像素的实际信号中减去参考输出信号来提高信噪比。ADC使用相关双采样得到的信号来进行模数转换。在对由图像传感器像素阵列生成的模拟输出电压执行相关双采样之后，ADC将所得到的信号与由斜坡信号发生器生成的斜坡信号进行比较，从而提供用于生成数字代码的比较信号。

然而，由斜坡信号发生器产生并被传输到ADC的噪声仍然会影响CMOS图像传感器(CIS)的图像质量。

发明内容

除了其它内容之外，本专利文档提供了模数转换器和图像传感器的设计，其能够通过最小化模数转换器的、由斜坡信号发生器产生的噪声来提高图像质量。

所公开的技术的一些实施方式涉及一种斜坡信号发生器，其用于通过精确地调节斜坡信号的偏移来降低噪声。

根据本公开的一个实施方式，一种斜坡信号发生器可以包括：参考电压发生器，其被配置为生成参考电压；增益控制器，其被配置为控制参考电压的增益；斜坡信号控制器，其被配置为响应于增益控制器的输出信号而生成斜坡信号；以及偏移控制器，其联接到增益控制器的输出端子以形成电流镜，并且被配置为响应于控制信号而控制斜坡信号的偏移。

根据本公开的另一实施方式，一种图像传感器可以包括：像素阵列，其包括在阵列中彼此相对布置的成像像素，并且被配置为响应于入射光而输出与所接收的入射光相对应的多个像素信号；斜坡信号发生器，其被配置为生成斜坡信号；以及模数转换器(ADC)电路，其与像素阵列和斜坡信号发生器通信，并且被配置为使用斜坡信号将多个像素信号转换成数字信号。斜坡信号发生器可以包括：参考电压发生器，其被配置为生成参考电压；增益控制器，其被配置为控制参考电压的增益；斜坡信号控制器，其被配置为响应于增益控制器的输出信号而生成斜坡信号；以及偏移控制器，其联接到增益控制器的输出端子以形成电流镜，并且被配置为响应于控制信号而控制斜坡信号的偏移。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照以下具体实施方式，本公开的上述和其它特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示出了基于所公开的技术的实施方式的包括斜坡信号发生器的图像传感器的示例。

图2示出了图1所示的斜坡信号发生器的示例。

图3示出了图2所示的斜坡信号发生器的示例。

图4示出了图3所示的斜坡信号发生器的偏移改变的示例。

具体实施方式

图1示出了基于所公开的技术的实施方式的图像传感器10的示例。