[发明专利]成像系统、比较电路及相关比较方法

说明书

本发明涉及斜坡信号稳定减少电路。比较电路包含具有经配置以接收像素信号的第一输入端的比较器。开关耦合到所述比较器的第二输入端、参考产生器以及斜坡产生器。第一电容耦合到所述开关。所述开关经配置以将所述第一电容耦合到所述参考产生器以在斜坡信号中的斜坡事件之前将所述第一电容充电到来自所述参考产生器的参考电压，并且经配置以在所述斜坡信号中的所述斜坡事件的起始处将所述第一电容耦合到来自所述斜坡产生器的所述斜坡信号。所述第一电容经耦合以在所述斜坡信号中的所述斜坡事件的起始处将正电流注入提供到所述斜坡信号中以减少所述斜坡信号中的斜坡稳定时间，所述斜坡信号被提供到所述比较器的所述第二输入端。

技术领域

本发明大体上涉及图像传感器，并且确切地说但非排他地，涉及在图像传感器中在模/数转换中与斜坡产生器一起使用的比较器电路。

背景技术

图像传感器已变得随处可见。它们广泛用于数码静态相机、蜂窝式电话、安保摄像头，以及医学、汽车和其它应用。用于制造图像传感器的技术已经以大步调持续发展。举例来说，对较高分辨率和较低功率消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化和集成。

图像传感器常规地接收在像素阵列上的光，所述光在像素中产生电荷。光的强度可影响在每个像素中产生的电荷的数量，其中较高强度产生较高数量的电荷。模数转换器(ADC)通常用于CMOS图像传感器(CIS)中以通过图像传感器将电荷转换成电荷的数字表示。ADC基于图像电荷信号与参考电压信号的比较产生电荷的数字表示。参考电压信号可以常规地是通过斜坡产生器提供的斜坡信号并且比较可以常规地通过比较器执行，所述比较器提供可以与计数器一起使用的输出以产生图像电荷的数字表示。

应了解通过斜坡产生器产生的并且通过比较器接收的斜坡信号的斜坡稳定时间或延迟可以限制图像传感器的最大帧速率。因此，减少通过比较器接收的斜坡信号的斜坡稳定时间可以增大最大帧速率并且因此增大图像传感器的性能。

发明内容

在一个方面中，本发明涉及一种比较电路，其包括：比较器，其具有第一输入端和第二输入端以及输出端，其中所述比较器的所述第一输入端经配置以接收像素信号；开关，其耦合到所述比较器的所述第二输入端、参考产生器以及斜坡产生器；以及第一电容，其耦合到所述开关，其中所述开关经配置以将所述第一电容耦合到所述参考产生器以在来自所述斜坡产生器的斜坡信号中的斜坡事件之前将所述第一电容充电到来自所述参考产生器的参考电压，其中所述开关进一步经配置以在所述斜坡信号中的所述斜坡事件的起始处将所述第一电容耦合到来自所述斜坡产生器的所述斜坡信号，其中所述第一电容经耦合以在所述斜坡信号中的所述斜坡事件的所述起始处提供正电流注入以与所述斜坡信号组合以减少所述斜坡信号中的斜坡稳定时间，其中所述斜坡信号经耦合以被提供到所述比较器的所述第二输入端。

在另一方面中，本发明涉及一种成像系统，其包括：像素阵列，以接收图像光并且作为响应产生图像电荷电压信号；以及读出电路，其经耦合以从所述像素阵列接收所述图像电荷电压信号并且作为响应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电路以接收所述图像电荷电压信号，比较所述图像电荷电压信号与来自斜坡产生器的斜坡信号，并且作为响应提供所述图像电荷电压信号的所述数字表示，其中所述比较电路包括：比较器，其具有第一输入端和第二输入端以及输出端，其中所述比较器的所述第一输入端经配置以接收所述图像电荷电压信号；开关，其耦合到所述比较器的所述第二输入端、参考产生器以及所述斜坡产生器；以及第一电容，其耦合到所述开关，其中所述开关经配置以将所述第一电容耦合到所述参考产生器以在来自所述斜坡产生器的所述斜坡信号中的斜坡事件之前将所述第一电容充电到来自所述参考产生器的参考电压，其中所述开关进一步经配置以在所述斜坡信号中的所述斜坡事件的起始处将所述第一电容耦合到来自所述斜坡产生器的所述斜坡信号，其中所述第一电容经耦合以在所述斜坡信号中的所述斜坡事件的所述起始处提供正电流注入以与所述斜坡信号组合以减少所述斜坡信号中的斜坡稳定时间，其中所述斜坡信号经耦合以被提供到所述比较器的所述第二输入端。