[发明专利]图像传感器斜坡信号产生电路及其实现方法

说明书

本发明提供一种图像传感器斜坡信号产生电路及其实现方法，所述图像传感器斜坡信号产生电路的实现方法包括：提供时钟信号驱动级联的状态存储单元，通过所述状态存储单元实现控制电流源单元的开关信号的逐级传递，从而实现输出端电流的累加或递减，从而通过对应的电流源单元实现输出端电流的累加或递减，以形成斜坡信号。本发明提供图像传感器斜坡信号产生电路及其实现方法中，该斜坡信号产生电路不需要多条高频的传输线来传输高频时钟信号和数字码信号，而且不需要进行译码，不会因为译码出错而带来的毛刺问题，从而提高图像质量。

技术领域

本发明涉及图像传感器领域，尤其涉及一种图像传感器斜坡信号产生电路及其实现方法。

背景技术

由于CMOS工艺具备高度集成的特点，可以在一颗芯片上集成像素部分和信号处理电路部分，因此非常适用于实现现今流行的移动设备中的图像传感器。

而在CMOS图像传感器中，随着像素单元阵列规模的不断扩大，传统的芯片级模数转换器要么速度慢，要么面积、功耗消耗比较大，已经不能满足高帧率高像素低消耗的要求。所以高帧率高像素低消耗的图像传感器采用列级的模数转换器，其中（Single SlopeAnalog to Digital Converter, SSADC）具有只需小的面积和功耗就能实现高精度的特点，被广泛应用在高像素高帧率高像素低消耗的图像传感器中。

在SS ADC中，需要一个斜坡（ramp）信号作为比较器的比较电平，它的精度直接影响到SS ADC的输出精度，所以如何产生一个高精度的斜坡信号是一个非常重要的研究课题。

在现有的斜坡信号产生电路中，电流舵结构数模转换器（Current SteeringDigital to Analog Converter, CSDAC）因其本身结构更适用于高速高精度特性而被广泛地应用于高速高精度的斜坡信号产生电路中。

传统CSDAC结构框图如图1所示。CSDAC通常由一组电流源阵列20和相应的开关阵列30组成，差分的开关阵列30根据输入的数字码决定电流流向正相或者反相的输出端，一系列经过开关阵列30的电流在输出端汇总相加最后得到所需的电流，该电流流经电阻R后产生所需的电压Vramp。

在传统CSDAC中，在开关阵列30的控制端，需要输入时钟信号Dacclk和数字码信号DinN:0来产生控制开关的信号。所需要斜坡信号Vramp精度越高时，输入进去的数字码信号 DinN:0就越多；所需要速度越快时，时钟信号Dacclk和数字码信号 DinN:0频率就越高。

在高帧率高精度的应用场景中，传统的CSDAC就需要多条高速的传输线来传输高频的时钟信号Dacclk和数字码信号 DinN:0，它们很容易受外界因素（例如寄生电容寄生电阻，电压压降，互相串扰等）影响而导致输出的斜坡信号产生噪声等干扰，从而导致图像质量下降。

另外，传统的CSDAC需要将数字码进行译码，译码结果控制电流单元的开关情况，译码过程容易带来输出的斜坡信号产生毛刺的现象，同样会导致图像质量的下降。

发明内容

为了解决现有技术中传统的CSDAC导致图像质量下降的问题，本发明提供一种图像传感器斜坡信号产生电路的实现方法，包括，提供时钟信号驱动级联的状态存储单元，通过所述状态存储单元实现控制电流源单元的开关信号的逐级传递，从而通过对应的电流源单元实现输出端电流的累加或递减，以形成斜坡信号。

优选地，所述电流源单元的电流大小相同时，产生的斜坡信号为线性的斜坡信号；所述电流源单元的输出电流值不同时，产生非线性的斜坡信号。

优选地，所述斜坡信号为完全线性的斜坡信号，为完全非线性的斜坡信号，或者为阶段性的线性与阶段性非线性相衔接的斜坡信号。

优选地，在所述图像传感器斜坡信号产生电路正常工作时，仅时钟信号在翻转，以使得产生的斜坡信号毛刺较小。