[发明专利]图像感测装置及其操作方法

说明书

本申请公开了图像感测装置及其操作方法。公开了一种图像感测装置，该图像感测装置包括：多个电流单元，基于多个使能信号来调节要使用的电流单元的总数，并且基于重置信号和多个选择信号来依次控制所述多个电流单元；电流‑电压转换电路，其被设置为将从所述多个电流单元当中的使用的电流单元供应的多个单位电流转换为斜坡信号；以及第一控制电路，其被设置为基于与斜坡信号的斜率对应的最大转换码值来生成所述多个使能信号。

技术领域

本公开的各种实施方式涉及半导体设计技术，更具体地，涉及一种图像感测装置及其操作方法。

背景技术

图像感测装置利用对光做出反应的半导体的性质来捕获图像。通常，存在两种类型的图像感测装置：电荷耦合器件(CCD)图像感测装置和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像感测装置。近来，由于CMOS图像感测装置允许模拟控制电路和数字控制电路二者直接实现于单个集成电路(IC)上，所以CMOS图像感测装置得以广泛使用。

发明内容

本公开的各种实施方式涉及一种当通过飞行时间(ToF)技术来测量深度信息时可根据使用环境或条件灵活地调节模数(A/D)转换范围的图像感测装置以及该图像感测装置的操作方法。

根据实施方式，一种图像感测装置可包括：多个电流单元，基于多个使能信号来调节要使用的电流单元的总数，并且基于重置信号和多个选择信号来依次控制所述多个电流单元；电流-电压转换电路，其被设置为将从所述多个电流单元当中的使用的电流单元供应的多个单位电流转换为斜坡信号；以及第一控制电路，其被设置为基于与斜坡信号的斜率对应的最大转换码值来生成所述多个使能信号。

可根据从对象反射的反射光与存在于对象的周边的背景光之间的比率来确定最大转换码值。

所述多个电流单元当中的未使用的至少一个电流单元可与斜坡信号的输出端子电断开(decouple)。

所述多个电流单元中的每一个可包括：开关控制电路，其被设置为生成开关控制信号，该开关控制信号基于重置信号而被启用，基于所述多个选择信号当中的至少一个对应选择信号而被停用，并且基于所述多个使能信号当中的对应使能信号而被停用；以及单位电流供应电路，其被设置为基于开关控制信号将单位电流选择性地供应给斜坡信号的输出端子。

开关控制电路可包括：锁存器，其联接在第一节点和第二节点之间，并且被设置为锁存开关控制信号；重置元件，其联接在第一节点与预定电压端子之间，并且被设置为基于重置信号启用开关控制信号；至少一个选择元件，其联接在第二节点与所述预定电压端子之间，并且被设置为基于所述至少一个选择信号停用开关控制信号；以及禁用元件，其联接在第二节点与所述预定电压端子之间，并且被设置为基于对应使能信号停用开关控制信号。

单位电流供应电路可基于偏置电压来调节单位电流的量，并且可与最大转换码值对应地调节偏置电压的电压电平。

该图像感测装置还可包括被设置为生成偏置电压的第二控制电路，基于最大转换码值来调节该偏置电压的电压电平，并且所述多个电流单元中的每一个可基于偏置电压来调节单位电流的量。

根据实施方式，一种图像感测装置可包括：像素阵列，其被设置为基于入射光来生成多个像素信号；信号转换器，其被设置为基于所述多个像素信号和斜坡信号来生成多个数字信号；以及斜坡信号发生器，其包括多个电流单元，并且被设置为通过基于与斜坡信号的斜率对应的最大转换码值调节所述多个电流单元当中的要使用的电流单元的总数并且基于多个选择信号和重置信号依次控制要使用的电流单元来生成斜坡信号。

可根据从对象反射的反射光与存在于对象的周边的背景光之间的比率来确定最大转换码值，反射光和背景光被包括在入射光中。

所述多个电流单元当中的未使用的至少一个电流单元可与斜坡信号的输出端子电断开。

斜坡信号发生器可基于最大转换码值来调节斜坡信号的斜率，斜坡信号的摆动范围被固定。