[发明专利]用于图像传感器中的读出电路和成像系统

权利要求书

1.一种用于图像传感器中的读出电路，其包括：

第一采样及保持电路，其耦合到与像素阵列耦合的位线；

第二采样及保持电路，其耦合到所述位线；

旁路开关，其耦合到所述位线、所述第一采样及保持电路及所述第二采样及保持电路；及

模/数转换器ADC，其耦合到所述旁路开关，其中所述旁路开关经配置以响应于开关选择信号通过所述位线，或通过所述第一采样及保持电路或所述第二采样及保持电路中的一者将来自所述像素阵列的图像电荷值提供到所述ADC。

2.根据权利要求1所述的读出电路，其中所述第一采样及保持电路及所述第二采样及保持电路中的每一者包括：

启用晶体管，其耦合到所述位线；

第一存储晶体管，其耦合到所述启用晶体管；

第一存储装置，其耦合到所述第一存储晶体管；

复位晶体管，其耦合在供应电压与所述第一存储晶体管之间；

源极跟随器晶体管，其具有耦合到所述第一存储晶体管的栅极；及

选择晶体管，其耦合在所述源极跟随器晶体管与所述旁路开关之间。

3.根据权利要求2所述的读出电路，其中所述第一采样及保持电路及所述第二采样及保持电路中的每一者进一步包括：

第二存储晶体管，其耦合到所述启用晶体管；及

第二存储装置，其耦合到所述第一存储晶体管。

4.根据权利要求2所述的读出电路，其中所述读出电路进一步包括耦合到所述第一采样及保持电路的所述选择晶体管、所述第二采样及保持电路的所述选择晶体管及所述旁路开关的采样及保持电流源。

5.根据权利要求2所述的读出电路，其中所述ADC包括：

比较器，其具有：

第一输入，其电容性地耦合到旁路开关以响应于所述开关选择信号通过所述位线或所述第一采样及保持电路或第二采样及保持电路中的一者从所述像素阵列接收所述图像电荷值；及

第二输入，其经电容性地耦合以接收斜坡信号；及

计数器，其耦合到所述比较器的输出。

6.根据权利要求5所述的读出电路，其中所述ADC进一步包括：

第一自动调零开关，其耦合在所述比较器的所述第一输入与所述比较器的所述输出之间；

第二自动调零开关，其耦合在所述比较器的所述第二输入与所述比较器的所述输出之间；及

缓冲器，其耦合在所述比较器的所述输出与所述计数器之间。

7.根据权利要求3所述的读出电路，其中所述旁路开关经配置以响应于所述开关选择信号在旁路周期期间将所述ADC耦合到所述位线，

其中所述ADC经配置以在所述旁路周期期间在第一增益下对来自所述位线的大光电二极管LPD的复位图像电荷值执行第一模/数AD操作，且接着在所述第一增益下对来自所述位线的所述LPD的信号图像电荷值执行第二AD操作，

其中所述第一采样及保持电路经配置以在所述旁路周期期间在所述第一采样及保持电路的所述第一存储装置中对来自所述位线的所述LPD的所述复位图像电荷值进行采样及保持，且接着在所述第一采样及保持电路的所述第二存储装置中对来自所述位线的所述LPD的所述信号图像电荷值进行采样及保持。

8.根据权利要求7所述的读出电路，其中所述旁路开关经配置以响应于所述开关选择信号在非旁路周期期间将所述ADC耦合到所述第一采样及保持电路及所述第二采样及保持电路。