比較器、比較方法、AD轉(zhuǎn)換器、圖像拾取器件、電子設(shè)備技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供比較器、比較方法、AD轉(zhuǎn)換器、圖像拾取器件以及電子設(shè)備，該比較器將來自一像素的像素信號與參考信號相比較，其中，參考信號的偏移電平以階梯方式改變。以及根據(jù)多個自動調(diào)零信號中的一個，執(zhí)行自動調(diào)零以便將像素信號設(shè)置在所述參考信號的偏移電平，該多個自動調(diào)零信號具有指示自動調(diào)零的不同定時。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
相關(guān)申請的交叉引用?本申請要求于2012年11月8日提交的日本在先專利申請JP2012-246536的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。?
本公開涉及比較器，比較方法，AD轉(zhuǎn)換器，固態(tài)圖像拾取器件，以及電子設(shè)備，特別地，涉及用于抑制由于比較器輸出的同時反轉(zhuǎn)所引起的噪聲的比較器，比較方法，AD轉(zhuǎn)換器，固態(tài)圖像拾取器件，以及電子設(shè)備。?
技術(shù)介紹
一種用作用于數(shù)碼相機或類似設(shè)備的固態(tài)圖像拾取器件的CMOS圖像傳感器（在下文中，將縮寫為CIS）已經(jīng)眾所周知。?圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中CIS的構(gòu)造實例。這個CIS10布置有AD轉(zhuǎn)換單元（以下簡稱ADC），該ADC被配置為執(zhí)行相關(guān)雙采樣（CDS）作為數(shù)字信號處理以去除在像素信號中生成的噪聲（例如，參見日本專利第4470700號）。?CIS10包括像素陣列單元11，行掃描單元12，列掃描單元13，時序控制單元14，為每個列布置的AD轉(zhuǎn)換器（ADC）15，DAC16，以及數(shù)據(jù)輸出單元17。?像素陣列單元11由以矩陣布置的大量像素111組成。行掃描單元12，列掃描單元13，以及時序控制單元14被配置為連續(xù)地讀出像素陣列單元11的信號。行掃描單元12控制行地址和行掃描。列掃描單元13控制列地址和列掃描。時序控制單元14生成內(nèi)部時鐘信號。時序控制單元14也生成如下所述的自動調(diào)零信號AZ0。?每個ADC15是由比較器（CMP）151，異步雙向計數(shù)器（CNT）152，以及開關(guān)153組成的積分型ADC。?由DAC16產(chǎn)生的一個共用參考信號和經(jīng)由豎直信號線Vn（n=0,1,…，n+1）從一個像素111讀出的與光電荷的量相對應(yīng)的模擬像素信號被輸入到每個比較器151。比較器151將參考信號和像素信號互相比較并且將比較結(jié)果的信號輸出到異步雙向計數(shù)器（在下文中，將簡稱為計數(shù)器）152。?圖2示出了布置沿行方向的比較器151的電路構(gòu)造的實例。連同上面提及的共用參考信號和像素信號，經(jīng)由DAC16和圖中未示出的信號線從時序控制單元14提供的共用自動調(diào)零信號AZ0被輸入到每個比較器151。圖3示出了共用自動調(diào)零信號，輸入到每個比較器151的共用參考信號，以及共用自動調(diào)零信號的波形的實例。自動調(diào)零信號AZ0根據(jù)參考信號被布置于VO電平（即，偏移電平）的定時被布置為低電平。?每個比較器151跟隨自動調(diào)零信號在參考信號和像素信號上執(zhí)行自動調(diào)零，以及將比較結(jié)果的信號反轉(zhuǎn)（比較器151的輸出）。利用這個自動調(diào)零，可以在不受來自各個像素111的復(fù)位成分中的變化的影響的情況下布置計數(shù)器152的比較時期。?計數(shù)器152具有基于比較器151的比較結(jié)果和時鐘CK執(zhí)行向上/向下計數(shù)（或者向下計數(shù)）以保持與比較結(jié)果相對應(yīng)的計數(shù)值的功能。開關(guān)153將計數(shù)器152和數(shù)據(jù)傳輸線18彼此連接并且基于來自列掃描單元13的掃描控制執(zhí)行打開和關(guān)閉。包括與數(shù)據(jù)傳輸線18相對應(yīng)的傳感電路和減法電路的數(shù)據(jù)輸出單元17被配置在數(shù)據(jù)傳輸線18上。?具有用作保持電路的計數(shù)器152被布置在向上計數(shù)（或者向下計數(shù)）狀態(tài)中作為初始狀態(tài)并且執(zhí)行復(fù)位計數(shù)。當(dāng)來自相應(yīng)比較器151的比較結(jié)果被反轉(zhuǎn)時，計數(shù)器152停止向上計數(shù)操作，并且保持計數(shù)值。這時，計數(shù)器152的初始值被布置為模數(shù)轉(zhuǎn)換的進度（gradation）的任意值，例如，0。在這個復(fù)位計數(shù)周期過程中，各個像素111的復(fù)位成分被讀出。此后，計數(shù)器152被布置在向下計數(shù)（或者向上計數(shù)）狀態(tài)中并且執(zhí)行與入射光量相對應(yīng)的數(shù)據(jù)計數(shù)。當(dāng)相應(yīng)比較器151的比較結(jié)果被反轉(zhuǎn)時，保持根據(jù)比較時期的計數(shù)值。根據(jù)來自列掃描單元13和數(shù)據(jù)傳輸線18的掃描，在計數(shù)器152中保持的計數(shù)值作為數(shù)字信號經(jīng)由已經(jīng)關(guān)閉的開關(guān)153被輸入到數(shù)據(jù)輸出單元17。?例如，列掃描單元13在從時序控制單元14提供起動脈沖STR和主時鐘MCK時被激活，并且與驅(qū)動時鐘CLK同步地驅(qū)動相應(yīng)的選擇線SEL，在CLK時鐘中，主時鐘MCK被布置為基準（a?reference）以將計數(shù)器152的鎖存數(shù)據(jù)（保持的計數(shù)值）讀出至數(shù)據(jù)傳輸線18。?
技術(shù)實現(xiàn)思路
如上所述，共用參考信號和共用自動調(diào)零信號AZ0被輸入到沿行方向布置的每個比較器151。因此，沿行方向無變化的對象的圖像被采集的情形下，例如具有相似值的像素信號被輸入到多數(shù)個比較器151，并且如圖3中所示，多數(shù)個比較器151的反轉(zhuǎn)定時分散的寬度（反轉(zhuǎn)定時的變化）變窄。也就是說，多數(shù)個比較器151的輸出被同時反轉(zhuǎn)。?如上所述，當(dāng)多數(shù)個比較器151的輸出被同時反轉(zhuǎn)時，由于IR降、電流波動等現(xiàn)象會產(chǎn)生有時可能影響其他信號線的噪聲。因為在IR降發(fā)生前后的特性差被增加，所以在比較器151的后續(xù)步驟中也可能出現(xiàn)計數(shù)準確度下降以及由各個行之間的干擾引起的AD轉(zhuǎn)換誤差，或者圖像品質(zhì)劣化。當(dāng)同時實現(xiàn)反轉(zhuǎn)的列的數(shù)目增加時，上面提及的問題會更加嚴重。因此，當(dāng)像素數(shù)目增加時，該影響也會增加。?考慮到上面提及的情況而做出本公開的技術(shù)方案，并且希望抑制由比較器輸出的同時反轉(zhuǎn)所引起的噪聲。?根據(jù)本公開的實施方式，提供一種比較器，該比較器用于將來自一像素的像素信號與參考信號相比較，其中，參考信號的偏移電平以階梯方式改變，以及根據(jù)多個自動調(diào)零信號中的一個，執(zhí)行自動調(diào)零以將像素信號布置為所述參考信號的偏移電平，該多個自動調(diào)零信號具有用于指示自動調(diào)零的不同定時。?多個比較器可以被布置在與以矩陣布置的像素的行相對應(yīng)的行方向上，并且多個自動調(diào)零信號可以由沿行方向布置的多個比較器選擇性地接收。?沿行方向布置的比較器可以被分成多個組，以及多個不同的自動調(diào)零信號以重復(fù)的方式連續(xù)地被輸入到每個由預(yù)定數(shù)量的所述比較器組成的組。?多個不同的自動調(diào)零信號能夠以重復(fù)的方式被連續(xù)地輸入到沿行方向布置的每個所述比較器。?根據(jù)本公開的實施方式的比較器可以包括分散單元，該分散單元用于將所述多個不同的自動調(diào)零信號選擇性地輸出到沿行方向布置的所述多個比較器。?多個自動調(diào)零信號以指示自動調(diào)零的定時彼此重疊的方式設(shè)置。?多個自動調(diào)零信號以指示自動調(diào)零的定時不彼此重疊的方式設(shè)置。?根據(jù)本公開的實施方式，提供了一種用于被配置為將來自像素的像素信號與參考信號相比較的比較器的比較方法，其中，參考信號的偏移電平以階梯方式改變，所述方法包括：使所述比較器根據(jù)多個自動調(diào)零信號中的一個執(zhí)行自動調(diào)零以將像素信號設(shè)置為參考信號的偏移電平，其中，多個自動調(diào)零信號具有用于指示自動調(diào)零的不同定時。?根據(jù)本公開的另一個實施方式，提供的AD轉(zhuǎn)換器，包括：比較器，用于比較來自像素的像素信號與偏移電平以階梯方式改變的參考信號，并且根據(jù)具有不同的指示自動調(diào)零的定時的多個自動調(diào)零信號中的一個執(zhí)行自動調(diào)零以便將像素信號設(shè)置在所述參考信號的偏移電平；以及計數(shù)器，用于在所述比較器的輸出被反轉(zhuǎn)之前的時段內(nèi)在輸入時鐘信號的兩個邊緣執(zhí)行計數(shù)，并且輸出在先計數(shù)值的增加值或者減少值以及在后的計數(shù)值。?根據(jù)本公開的另一個實施方式，提供的固態(tài)圖像拾取器件，包括：像素單元，由被配置為根據(jù)入射光輸出像素信號本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種比較器，被配置為將來自一像素的像素信號與參考信號相比較，其中，所述參考信號的偏移電平以階梯方式改變，以及根據(jù)多個自動調(diào)零信號中的一個，執(zhí)行自動調(diào)零以將所述像素信號設(shè)置在所述參考信號的所述偏移電平，所述多個自動調(diào)零信號具有用于指示所述自動調(diào)零的不同定時。

【技術(shù)特征摘要】
2012.11.08 JP 2012-2465361.一種比較器，被配置為將來自一像素的像素信號與參考信號相比較，
其中，所述參考信號的偏移電平以階梯方式改變，以及
根據(jù)多個自動調(diào)零信號中的一個，執(zhí)行自動調(diào)零以將所述像素
信號設(shè)置在所述參考信號的所述偏移電平，所述多個自動調(diào)零信號
具有用于指示所述自動調(diào)零的不同定時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，
其中，所述比較器是沿與以矩陣布置的像素的行相對應(yīng)的行方
向布置的多個比較器中的一個，以及
其中，所述多個自動調(diào)零信號由沿所述行方向布置的所述多個
比較器選擇性地接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的比較器，
其中，沿所述行方向布置的所述多個比較器被分成多個組，每
個組由預(yù)定數(shù)量的比較器組成，以及
其中，多個不同的所述自動調(diào)零信號重復(fù)地依次被輸入到每個
均由所述預(yù)定數(shù)量的比較器組成的所述多個組中的一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的比較器，
其中，多個不同的所述自動調(diào)零信號重復(fù)地依次被輸入到沿所
述行方向布置的所述多個比較器中的一個。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的比較器，包括：
分散單元，被配置為將多個不同的所述自動調(diào)零信號選擇性地
輸出到沿所述行方向布置的所述多個比較器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的比較器，
其中，所述多個自動調(diào)零信號以用于指示所述自動調(diào)零的定時
彼此重疊的方式被設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的比較器，
其中，所述多個自動調(diào)零信號以用于指示所述自動調(diào)零的定時
不彼此重疊的方式被設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中，所述多個自動調(diào)零信號由自
動調(diào)零控制單元產(chǎn)生。
9.一種用于被配置為將來自像素的像素信號與參考信號相比較的比較
器的比較方法，其中，所述參考信號的偏移電平以階梯方式改變，
所述方法包括：
使所述比較器根據(jù)多個自動調(diào)零信號中的一個執(zhí)行自動調(diào)零

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：中原辰德，
申請(專利權(quán))人：索尼公司，
類型：發(fā)明
國別省市：