[发明专利]一种用于操作比较器的方法

说明书

本申请案涉及一种用于双重斜波模/数转换器的比较器。本文中描述用于具有经增加模/数转换范围及经减少噪声的图像传感器的设备及方法。实例性方法可包含：停用比较器的第一自动归零开关，所述第一自动归零开关经耦合以将所述比较器的参考电压输入自动归零；调整提供到所述比较器的所述参考电压输入的斜波电压的自动归零偏移电压；及停用所述比较器的第二自动归零开关，所述第二自动归零开关经耦合以将所述比较器的位线输入自动归零。

技术领域

本发明一般来说涉及图像传感器，且特定来说但不排他地涉及图像传感器的经增加模/数转换范围。

背景技术

图像传感器已变得无所不在。其广泛地用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医学、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术一直继续快速地进展。举例来说，较高分辨率及较低功率消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化及集成。

图像传感器常规地在像素阵列上接收光，此在像素中产生电荷。所述光的强度可影响在每一像素中产生的电荷量，其中较高强度产生较高电荷量。所述电荷可由所述图像传感器基于与参考电压信号的比较而转换成所述电荷的数字表示。所述比较可常规地由比较器执行，所述比较器提供输出作为所述电荷的所述数字表示。然而，所述比较器可能将噪声注入到所述输出中。另外，所述比较器的输出可影响到输入且导致一些错误。

发明内容

本发明的方面涉及一种方法，所述方法包括：停用比较器的第一自动归零开关，所述第一自动归零开关经耦合以将所述比较器的参考电压输入自动归零；调整提供到所述比较器的所述参考电压输入的斜波电压的自动归零偏移电压；及停用所述比较器的第二自动归零开关，所述第二自动归零开关经耦合以将所述比较器的位线输入自动归零。

在本发明的另一方面中，一种比较器包括第一级，所述第一级经耦合以将参考电压与图像电荷电压信号进行比较且作为响应而提供第一输出，所述第一级包含：第一及第二NMOS输入晶体管，其耦合在启用晶体管与相应第一及第二共源共栅装置之间，其中所述第一及第二NMOS输入晶体管的栅极经耦合以分别接收所述参考电压及所述图像电荷电压信号；第一自动归零开关，其耦合在所述第一NMOS输入晶体管的所述栅极与第一节点之间，所述第一节点形成于所述第一NMOS输入晶体管与所述第一共源共栅装置之间；及第二自动归零开关，其耦合在所述第二NMOS输入晶体管的所述栅极与第二节点之间，所述第二节点形成于第二共源共栅装置与第二PMOS晶体管之间，其中所述第二节点为所述第一级的输出，其中所述第一及第二NMOS输入晶体管在所述比较器的自动归零操作周期期间所耦合的所述第一及第二节点之间的电压差减少在所述比较器的ADC操作周期期间发生的回扫量。

在本发明的又一方面中，一种成像系统包括：像素阵列，其用以接收图像光且作为响应而产生图像电荷电压信号；读出电路，其经耦合以从所述像素阵列接收所述图像电荷电压信号且作为响应而提供所述图像电荷电压信号的数字表示，所述读出电路包含比较器以接收所述图像电荷、将所述图像电荷电压信号与参考电压进行比较且作为响应而提供所述图像电荷电压信号的所述数字表示，其中所述比较器包括：第一级，其经耦合以接收所述图像电荷及所述参考电压且作为响应而提供第一输出；及第二级，其经耦合以接收所述第一输出且作为响应而提供所述图像电荷电压信号的所述数字表示，所述第二级包括：输入，其经耦合以接收所述第一输出；第一电容器，其经耦合以存储第二级参考电压；参考电压输入，其耦合到所述输入，且进一步在栅极处耦合到所述第一电容器；及第一控制开关，其耦合在所述输入与所述第一级的第三节点之间，且其中所述第一电容器响应于所述第一控制开关经启用而被充电到基于所述第一级的所述第三节点上的电压的电压。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实例，其中除非另有规定，否则在所有各个视图中相似参考编号指代相似部件。

图1图解说明根据本发明的实施例的成像系统的一个实例。

图2A是根据本发明的实施例的比较器。