[发明专利]具有采样的带隙参考的CMOS图像感测

权利要求书

1.一种用于互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器中的像素转换的方法，所述方法包括：

由像素模数转换器ADC从像素阵列的多个光电探测器接收多个模拟像素响应信号；

对于多个参考生成周期中的每一个，通过以下方式输出带隙参考电平：

对于所述参考生成周期的第一部分，激活采样的带隙参考发生器的带隙核心，以生成并输出所述带隙参考电平作为动态稳定的带隙参考电平；

在所述参考生成周期的所述第一部分期间，对所述动态稳定的带隙参考电平进行采样以获得保持的带隙参考电平；以及

对于所述参考生成周期的第二部分，去激活所述带隙核心且基于所述保持的带隙参考电平输出所述带隙参考电平；以及

由所述像素ADC至少基于所述带隙参考电平，转换所述多个模拟像素响应信号，以生成多个数字像素输出信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述采样包括：

在所述参考生成周期的所述第一部分期间，将电荷存储装置耦合到所述动态稳定的带隙参考电平，以对所述电荷存储装置充电；以及

在所述耦合之后的所述参考生成周期的所述第一部分期间，将所述电荷存储装置与所述动态稳定的带隙参考电平解耦，从而对所述电荷存储装置上的所述动态稳定的带隙参考电平进行采样并将其保持作为所述参考生成周期的所述第二部分的所述保持的带隙参考电平。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

在所述参考生成周期的所述第一部分和所述第二部分期间，所述输出经由数模转换器DAC，所述DAC基于由数字校准引擎提供的数字代码输出所述带隙参考电平；

所述采样包括比较由所述DAC输出的所述带隙参考电平和由所述带隙核心输出的所述动态稳定的带隙参考电平，以及基于所述比较更新所述数字代码；以及

所述基于所述保持的带隙参考电平输出所述带隙参考电平包括在参考生成周期的所述第二部分期间保持所述数字代码恒定。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输出还包括：

在所述采样的带隙参考发生器的输出端由缓冲器缓冲所述带隙参考电平，使得所述像素ADC接收来自所述缓冲器的所述带隙参考电平。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述输出还包括在所述采样的带隙参考发生器的输出端由多个缓冲器缓冲所述带隙参考电平，以生成多个缓冲的带隙参考电平；

所述像素ADC包括多个像素ADC，耦合到所述多个缓冲器中的相应的一个缓冲器的每个像素ADC用于转换所述多个模拟像素响应信号的相应部分，以至少基于所述缓冲的带隙参考电平中的相应一个缓冲的带隙参考电平生成所述多个数字像素输出信号的相应部分。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转换包括：

基于所述带隙参考电平，生成斜坡电压，使得所述斜坡电压的斜坡电平在起始时刻以起始电平开始且斜坡至结束电平；

将所述多个模拟像素响应信号中的每个模拟像素响应信号的相应的响应电平与所述斜坡电平进行比较；以及

对于所述多个模拟像素响应信号中的每个模拟像素响应信号，基于测量所述起始时刻与所述斜坡电平超过所述相应的响应电平的时刻之间的时间量，生成所述多个数字像素输出信号中的对应的一个数字像素输出信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述去激活所述带隙核心包括使所述带隙核心的输出端接地。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，对于多个参考生成周期中的每一个，所述第一部分耗费少于一半的所述参考生成周期，所述第二部分耗费多于一半的所述参考生成周期。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述采样的带隙参考发生器和所述像素阵列在足够接近度内集成在同一芯片上，使得在所述参考生成周期的所述第一部分期间由所述采样的带隙参考发生器发射的至少一些光子由所述多个光电探测器中的至少一些光电探测器是可检测的。