CN109040630A - 图像传感器的斜坡信号发生器和包括其的图像传感器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种斜坡信号发生器。所述斜坡信号发生器包括偏置产生电路、传输开关、采样电容器、电流单元电路、电流电压转换器和调谐电路。所述偏置产生电路产生偏置电压。所述传输开关响应于第一切换控制信号，将偏置电压传送到采样节点。所述采样电容器对偏置电压进行采样。所述电流单元电路响应于采样的偏置电压和切换代码对，向第一输出节点提供第一斜坡电流。所述电流电压转换器包括第一负载电阻器，以将第一斜坡电流转换为第一斜坡信号。所述调谐电路包括将采样的偏置电压耦合到第一斜坡信号的电容器，并且响应于调谐信号来调整所述第一斜坡信号的非线性程度。

Description

图像传感器的斜坡信号发生器和包括其的图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请基于35USC§119，要求于2017年6月8日在韩国知识产权局(KIPO)递交的韩国专利申请No.10-2017-0071392的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
示例性实施例涉及图像处理，并且更具体地涉及图像传感器的斜坡信号发生器和图像传感器。
背景技术
互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器是使用CMOS工艺制造的固态图像拾取设备。与包括高压模拟电路的电荷耦合器件(CCD)图像传感器相比，CMOS图像传感器具有更低的制造成本和更小的尺寸，因此具有低功耗的优点。此外，随着CMOS图像传感器的性能得到改善，对于包括诸如智能手机和数码相机之类的便携式设备的各种电子装置，这种固态图像拾取设备已经得到比CCD图像传感器更多的普及。
在CMOS图像传感器中包括的像素阵列可以在每个像素中包括光电转换元件。光电转换元件产生随着入射光量而变化的电信号。CMOS图像传感器处理电信号以产生图像数据。
CMOS图像传感器通常使用单斜率模数(AD)转换方法进行AD转换。在单斜率AD转换方法中，将沿一个方向随时间单调地变化的斜坡信号与具有预定电压电平的像素信号进行比较，并且在斜坡信号的电压电平等于像素信号的电压电平的时间(或时间点)，将像素信号转换为数字信号。
因此，斜坡信号的线性度影响图像传感器中的AD转换，特别是在单斜率AD转换高速运行时。
发明内容
一个方面是提供图像传感器的斜坡信号发生器，其能够调整斜坡信号的非线性程度。
另一方面是提供一种包括斜坡信号发生器的图像传感器，其能够调整斜坡信号的非线性程度。
根据一些示例性实施例，图像传感器的斜坡信号发生器包括偏置产生电路、传输开关、采样电容器、电流单元电路、电流电压转换器和调谐电路。所述偏置产生电路连接在第一电压和第二电压之间，并且产生偏置电压。所述传输开关响应于第一切换控制信号，将偏置电压传送到采样节点。所述采样电容器连接在所述第一电压和所述采样节点之间，并且对所述偏置电压进行采样。所述电流单元电路响应于所述采样节点采样的偏置电压和多个切换代码对，在斜坡变化时间段期间向第一输出节点提供第一斜坡电流。所述电流电压转换器包括连接在所述第一输出节点与所述第二电压之间的第一负载电阻器，并且所述第一负载电阻器将所述第一斜坡电流转换为在所述斜坡变化期间斜坡变化的第一斜坡信号。所述调谐电路连接在所述第一输出节点和所述采样节点之间，包括至少一个电容器并且响应于调谐信号调整所述第一斜坡信号的非线性程度，所述至少一个电容器将所述采样的偏置电压耦合到所述第一斜坡信号。
根据一些示例性实施例，图像传感器包括像素、比较器、计数器、斜坡信号发生器和时序控制器。所述像素产生重置信号和图像信号。所述比较器将所述重置信号与第一斜坡信号进行比较以产生第一比较信号，并且将所述图像信号与所述第一斜坡信号进行比较以产生第二比较信号。所述计数器基于时钟信号对所述第一比较信号进行计数以产生第一计数值，并且基于所述时钟信号对第二比较信号进行计数以产生第二计数值。所述斜坡信号发生器产生至少所述第一斜坡信号。所述时序控制器控制所述像素、所述计数器和所述斜坡信号发生器。所述斜坡信号发生器包括连接在第一输出节点和采样节点之间的调谐电路，在所述第一输出节点处提供所述第一斜坡信号并且在所述采样节点处对偏置电压进行采样。所述调谐电路响应于调谐信号来调整所述第一斜坡信号的非线性程度。
根据一些示例性实施例，图像传感器的斜坡信号发生器包括偏置产生电路、传输开关、采样电容器、电流单元、负载电阻器和调谐电路。所述偏置产生电路连接在第一电压和第二电压之间，并且产生偏置电压。所述传输开关响应于第一切换控制信号，将偏置电压传送到采样节点。所述采样电容器连接在所述第一电压和所述采样节点之间，并且对所述偏置电压进行采样。所述电流单元响应于所述采样节点采样的偏置电压和切换代码对，在斜坡变化时间段期间向第一输出节点提供单元电流。所述负载电阻器连接在所述第一输出节点与所述第二电压之间，并且所述负载电阻器将所述单元电流转换为斜坡信号。所述调谐电路连接在所述第一输出节点和所述采样节点之间，包括至少一个电容器并且响应于调谐信号调整所述第一斜坡信号的非线性程度，所述至少一个电容器将所述采样的偏置电压耦合到所述第一斜坡信号。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述，将更清楚地理解说明性的非限制性示例性实施例，其中：
图1是示出根据示例性实施例的图像传感器的框图；
图2是根据示例性实施例的图1所示的像素的电路图；
图3A和图3B是用于解释由图1中的斜坡信号发生器产生的斜坡信号的线性度的图；
图3C说明斜坡信号可以具有由于各种原因导致的非线性度；
图4A是示出根据示例性实施例的图1的图像传感器中的斜坡信号发生器的示例的电路图；
图4B是示出根据示例性实施例的图1的图像传感器中的斜坡信号发生器的另一个示例的电路图；
图5是示出根据示例性实施例的图4A的斜坡信号发生器的调谐电路的示例的电路图；
图6是示出根据示例性实施例的图4A的斜坡信号发生器的调谐电路的另一个示例的电路图；
图7A是示出根据示例性实施例的图4A的斜坡信号发生器的调谐电路的另一个示例的电路图；
图7B是示出根据示例性实施例的图4A的斜坡信号发生器的调谐电路的另一个示例的电路图；
图8是示出根据示例性实施例的图4A的斜坡信号发生器的调谐电路的另一个示例的电路图；
图9是示出根据示例性实施例的图4A的斜坡信号发生器的调谐电路的另一个示例的电路图；
图10是示出根据示例性实施例的图1的图像传感器中的斜坡信号发生器的另一个示例的电路图；
图11是示出根据示例性实施例的图1的图像传感器中的斜坡信号发生器的另一个示例的电路图；
图12示出了根据示例性实施例的调谐电路调整斜坡信号的非线性程度；
图13示出了根据示例性实施例的调谐电路调整第二斜坡信号的非线性程度；
图14示出了根据示例性实施例的图1的图像传感器中的像素阵列的另一个示例；
图15是用于解释根据示例性实施例的基于图1的图像传感器中的斜坡信号执行的模数(AD)转换的图；
图16是示出了根据示例性实施例的操作图像传感器的方法的流程图；以及
图17是示出了根据示例性实施例的移动设备的框图。
具体实施方式
将参考附图更全面地描述各种示例实施例，附图中示出了实施例。
图1是示出根据示例性实施例的图像传感器的框图。
参考图1，图像传感器10可以包括像素阵列100、偏置电路131、行驱动器220、放大器电路230、斜坡信号发生器300、比较器电路240、时钟发生器225、计数器电路250、时序控制器210、列驱动器270和输出电路280。模数(AD)转换器电路可以包括比较器电路240和计数器电路250。
图像传感器10还可以包括存储与时序控制器210有关的控制信息的寄存器290。寄存器290可以实现为特殊功能寄存器(SFR)，但是本发明构思不限于该示例。依赖于光接收表面是在衬底的正面还是背面，图像传感器10可以是前侧照射(FSI)图像传感器或后侧照射(BSI)图像传感器。
阵列100可以是有源像素传感器(APS)阵列。显示面板100可以包括多个像素110。像素110可以包括红色像素、绿色像素和蓝色像素，但是本发明构思不限于图1中示出的当前示例性实施例。例如，像素110可以替代地或附加地包括青色像素、黄色像素、品红色像素或白色像素。
响应于可见光谱的红色范围中的波长，红色像素可以产生与红色信号相对应的像素信号(或电荷)。响应于可见光谱的绿色范围中的波长，绿色像素可以产生与绿色信号相对应的像素信号(或电荷)。响应于可见光谱的蓝色范围中的波长，蓝色像素可以产生与蓝色信号相对应的像素信号(或电荷)。
可以将一些像素110控制为具有相对较长的曝光时间，并且可以将其余的像素110控制为具有相对较短的曝光时间。每个像素110可以包括用长曝光时间控制的第一光电转换元件和用短曝光时间控制的第二光电转换元件。换句话说，每个像素110可以包括至少两个光电转换元件。
行ROW1至ROWn(其中“n”是至少4的自然数)可以分别包括控制线121、122至12n，所述控制线控制布置在行ROW1至ROWn中的像素111的操作。
行驱动器220可以根据时序控制器210的控制产生控制信号以控制行ROW1至ROWn中的像素110的操作。
偏置电路131、132至13m可以分别连接至列线COL1至COLm(其中“m”是至少4的自然数)。每个偏置电路131、132至13m可以用作恒流源。
放大器电路230可以接收并放大从列线COL1至COLm输出的像素信号。布置在每条列线COL1至COLm中的像素110可以连接至列线COL1至COLm中对应的一条。放大器电路230可以包括放大器231、232至23m。放大器231、232至23m中的每一个可以接收并放大从列线COL1至COLm中的一个输出的像素信号。
根据时序控制器210的控制，斜坡信号发生器300可以产生在斜坡变化时间段期间斜坡变化(随着时间单调增加或减小)的斜坡信号VR。当斜坡信号发生器300在斜坡变化期间产生斜坡变化的斜坡信号VR时，斜坡信号发生器300可以通过调整在斜坡信号VR中可能发生的非线性程度来增加斜坡信号VR的线性度。以下将更详细地进行描述。
比较器电路240可以将由放大器电路230放大的模拟信号转换为数字信号。比较器电路240可以包括比较器241、242至24m。每个比较器241、242至24m可以基于斜坡信号VR将从放大器231、232至23m中的一个输出的模拟信号转换为数字信号。
当斜坡信号VR的电平等于放大器231、232至23m中的一个的输出信号的电平时，比较器241、242至24m中的每一个可以输出从第一电平转变为第二电平的比较信号。可以取决于从像素110中的一个输出的像素信号的电平来确定比较信号的电平转变时间。第一电平可以要么是高电平要么是低电平，并且第二电平可能是另一电平。
时钟发生器225可以产生施加至计数器电路250的时钟信号CLK。可以由时序控制器210控制时钟信号CLK的产生时序和频率。
计数器电路250可以包括计数器251、252至25m和存储器261、262至26m。计数器251、252至25m中的每一个可以响应于时钟信号CLK对从比较器241、242至24m中的一个输出的比较信号的电平转变时间进行计数，并且可以输出计数值CNTV。
计数器251、252至25m中的每一个可以实现为递增计数器或递减计数器。假定计数器251、252至25m是图1所示的当前实施例中的递增计数器。例如，计数器251、252至25m中的每一个可以输出计数值CNTV，其顺序地增加比较信号的电平转变时间，并且可以在电平转变时间保持所述计数值CNTV。
但是，当计数器251、252至25m实现为递减计数器时，计数器251、252至25m可以按照与递增计数器相反的方式操作。
计数器251、252至25m可以实现为L比特递增计数器，其中L是至少为2的自然数。例如，计数器251、252至25m可以是10比特递增计数器或12比特递增计数器，但不限于此。
存储器261、262至26m中的每一个可以存储从计数器251、252至25m中的一个计数器输出的计数值CNTV。存储器261、262至26m中的每一个可以实现为静态随机存取存储器(SRAM)、锁存器、触发器或其组合，但是本发明构思不限于图1中所示的当前实施例。当计数值CNTV由L比特组成时，存储器261、262至26m中的每一个可存储L比特。
可以由时钟发生器225或时序控制器210产生用于控制存储器261、262至26m的操作的时钟信号(未示出)。所述时钟信号可以不同于时钟信号CLK。
时序控制器210可以产生控制信号以控制行驱动器220、斜坡信号发生器300、时钟发生器225、计数器电路250、列驱动器270和输出电路280的操作。时序控制器210可以通过第一控制信号CTL1来控制行驱动器220，可以通过第二控制信号CTL2来控制斜坡信号发生器300，可以通过第三控制信号CTL3来控制时钟发生器225，可以通过第四控制信号CTL4来控制计数器电路250，可以通过第五控制信号CTL5来控制列驱动器270，并且可以通过第六控制信号CTL6来控制输出电路280。
可以根据存储在寄存器290中的值来控制时序控制器210的操作。可以由外部设备编程或设置在寄存器290中存储的值。
列驱动器270可以根据时序控制器210的控制来控制在存储器261、262至26m中的每一个中存储的计数值CNTV的输出时序。存储器261、262至26m可以根据列驱动器270的控制将计数值CNTV顺序输出至输出电路280。
输出电路280可以从存储器261至26m中的一个(即，顺序地)接收计数值CNTV，并且可以基于与重置信号相对应的计数值CNTV和与图像信号相对应的计数值CNTV产生最终计数值OUT。输出电路280可以输出与来自像素110的重置信号和图像信号之间的差相对应的计数值CNTV作为最终计数值OUT。
图2是根据示例性实施例的图1所示的像素P的电路图。
参照图1和图2，在图1所示的像素110中，结构和操作基本相同或相似。
根据示例性实施例，像素110可以包括一个光电转换元件PD和四个晶体管TX、RX、SF和SX。根据其他示例性实施例，像素110可以包括一个光电转换元件PD和三个或五个晶体管。
例如，光电转换元件可以是光电二极管、光电晶体管、光栅极或钉扎光电二极管。
光电转换元件PD可以响应于通过滤波器的光而产生电荷(例如，电子和/或空穴)。滤波器可以是红色滤波器、绿色滤波器或蓝色滤波器，但不限于此。VDDA可以表示电源电压，并且VSS可以表示接地电压。
传输(或传送)晶体管TX可以响应于传输控制信号TG将由光电转换元件PD产生的电荷传送到浮置扩散区FD。重置晶体管RX可以响应于重置信号RS而重置浮置扩散区FD。源极跟随器SF可以响应于与在浮置扩散区FD处积累的电荷相对应的电压来执行源极跟随。选择晶体管SX可以响应于选择信号SEL将从源极跟随器SF输出的信号作为像素信号输出到对应的列线COLi(其中i＝1-m)。
可以通过行驱动器220控制、进而通过时序控制器210控制所述控制信号TG、RS和SEL的启用或禁用时序。启用转变可以是从低电平到高电平或者从高电平到低电平的转变，并且禁用转变可以是启用转变的反向转变。可以通过布置在各行ROW1至ROWn中的控制线121、122至12n将控制信号TG、RS和SEL发送至像素110。
图3A和图3B是用于解释由图1中的斜坡信号发生器300产生的斜坡信号的线性度的图。
在图3A中，附图标记411表示斜坡信号VR的理想波形，而附图标记412表示斜坡信号VR的实际波形。
在图3B中，附图标记421表示当斜坡信号VR具有理想波形411时斜坡信号VR的线性度，并且附图标记422表示当斜坡信号VR具有实际波形422时斜坡信号VR的线性度。
图3C示出了斜坡信号具有由于各种原因导致的非线性度。
从图3B和图3C中可以看出，斜坡信号VR在斜坡变化时间段的初始阶段具有非线性度。当在没有调整斜坡信号VR的非线性度的情况下将斜坡信号VR提供给图1的比较器电路240的每个比较器241、242至24m时，增加了在来自低代码的计数操作中发生错误的可能性。来自低代码的计数操作可以表示使用从与计数器251的最小重置计数值相对应的电平改变(或斜坡变化)的斜坡信号VR对从像素110输出的重置信号执行AD转换，或者使用从与计数器251的最小图像信号计数值相对应的电平改变(或斜坡变化)的斜坡信号VR对从像素110输出的图像信号执行AD转换。
然而，斜坡信号发生器300可以通过调整斜坡信号VR的非线性度以增加斜坡信号VR的线性度来减小在来自低代码的计数操作中发生错误的可能性。这将在下文进一步描述。
图4A是示出根据示例性实施例的图1的图像传感器中的斜坡信号发生器的示例的电路图。
参考图4A，斜坡信号发生器300a可以包括偏置产生电路310、传输开关320、采样电容器330、电流单元电路340、电流电压转换器380a和调谐电路400。
偏置产生电路310连接在第一电压(例如，图4A所示的示例中的电源电压VDDA)和第二电压(例如，图4A所示的示例中的接地电压VSS)之间。偏置产生电路310产生偏置电压VBP。偏置产生电路310包括p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管311和恒流源312。PMOS晶体管311包括连接到电源电压VDDA的源极、连接到第一节点N11的栅极和连接到恒流源312的漏极。PMOS晶体管311的漏极也连接到第一节点N11。参考电流IREF从第一节点N11流向接地电压VSS。因此，第一节点N11处的电压与由于参考电流IREF引起的偏置电压VBP相对应。
传输开关320连接在第一节点N11和采样节点SN1之间，并且响应于切换控制信号SCS1将偏置电压VBP传送到采样节点SN1。
采样电容器330连接在电源电压VDDA和采样节点SN1之间，并且对偏置电压VBP进行采样以提供采样偏置电压VBPS。
电流单元电路340可以包括切换代码控制器350和多个电流单元361～36k(其中k是至少为4的自然数)。
切换代码控制器350响应于第二切换控制信号SCS2将多个切换代码对(SL1，SL1B)～(SLk，SLkB)中的每一个提供给电流单元361～36k中的相应一个。也就是说，切换代码控制器350将切换代码对(SL1，SL1B)提供给电流单元361，将切换代码对(SL2，SL2B)提供给电流单元362，......并且将切换代码对(SLk，SLkB)提供给电流单元36k。电流单元361～36k连接在采样节点SN1和第一输出节点NO1之间，并且响应于采样的偏置电压VBPS和切换代码对(SL1，SL1B)～(SLk，SLkB)中的相应一个，电流单元361～36K中的每一个向第一输出节点NO1提供相应的单元电流IO。在第一输出节点NO1处将单元电流IO求和成斜坡电流IRD。
第一切换控制信号SCS1和第二切换控制信号SCS2可以包括在图1中的第一控制信号CTL1中。
每个电流单元361～36K包括第一PMOS晶体管371、第二PMOS晶体管372和第三PMOS晶体管373。第一PMOS晶体管371具有连接到电源电压VDDA的源极、连接到采样节点SN1的栅极和连接到第二节点N12的漏极。第二PMOS晶体管372具有连接到第二节点N12的源极、用于接收切换代码对(SL1，SL1B)的第一切换代码SL1的栅极以及连接到第一输出节点NO1的漏极。第三PMOS晶体管373具有连接到第二节点N12的源极、用于接收切换代码对(SL1，SL1B)的第一切换代码SL1B的栅极和连接到接地电压VSS的漏极。第一至第三PMOS晶体管371-373也可以分别称为第一至第三晶体管。在这种情况下，源极可以称为第一电极，并且漏极可以称为第二电极。
第一切换代码SL1-SLk顺序地转变为高电平，斜坡电流IRD单调下降并且斜坡信号VR斜坡地下降。
电流电压转换器380a包括连接在第一输出节点NO1和接地电压VSS之间的第一负载电阻器RRD1，并将斜坡电流IRD转换为对应的斜坡信号VR。
由于所有的第一切换代码SL1-SLk在斜坡变化时间段的初始阶段期间都具有低电平，所以在斜坡变化时间段的初始阶段期间，所述单元电流IO可以由于第二PMOS晶体管372和第二节点N12之间的寄生电容而增加。因此，斜坡信号VR可以具有如参照图3A所述的非线性特性。
为了调整斜坡信号VR的非线性特性，调谐电路400包括连接在第一输出节点NO1和采样节点SN1之间的至少一个电容器，响应于调谐信号将采样的偏置电压VBPS耦合到斜坡信号VR TS，并且调整采样的偏置电压VBPS。当对采样的偏置电压VBPS进行调整时，单元电流IO改变并且调谐电路400可以通过对采样的偏置电压VBPS进行调整来调整斜坡信号VR的非线性程度。调谐电路400响应于调谐信号TS来调整采样的偏置电压VBPS与斜坡信号VR的耦合程度，以人为地产生另一非线性特性以消除斜坡信号VR的非线性特性。这里，“人为地”表示非线性特性是有目的地产生的，而不是由于某些电路组件的非线性方面产生的。
图4B是示出根据示例性实施例的图1的图像传感器中的斜坡信号发生器的另一个示例的电路图。
参考图4B，斜坡信号发生器300b可以包括偏置产生电路610、传输开关620、采样电容器630、电流单元电路640、电压电流转换器680a和调谐电路500。
偏置产生电路610连接在第一电压(例如，图4B中所示的示例性实施例中的接地电压VSS)与第二电压(例如，图4B中所示的示例性实施例中的电源电压VDDA)之间。偏置产生电路610产生偏置电压VBN。偏置产生电路610包括n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管611和恒流源612。NMOS晶体管611包括连接到接地电压VSS的源极、连接到第一节点N51的栅极和连接到恒流源612的漏极。NMOS晶体管611的漏极也连接到第一节点N51。参考电流IREF从恒流源612流向NMOS晶体管611。因此，第一节点N51处的电压与由于参考电流IREF引起的偏置电压VBN相对应。
传输开关620连接在第一节点N51和采样节点SN2之间，并且响应于切换控制信号SCS1将偏置电压VBN传送到采样节点SN2。
采样电容器330连接在采样节点SN1和接地电压VSS之间，并且对偏置电压VBN进行采样以提供采样的偏置电压VBNS。
电流单元电路640可以包括切换代码控制器650和多个电流单元661～66k。
切换代码控制器650响应于第二切换控制信号SCS2将多个切换代码对(SL1，SL1B)～(SLk，SLkB)中的每一个提供给电流单元661～66k中的相应一个。也就是说，切换代码控制器650将切换代码对(SL1，SL1B)提供给电流单元661，将切换代码对(SL2，SL2B)提供给电流单元662，......并且将切换代码对(SLk，SLkB)提供给电流单元66k。电流单元661～66k连接在采样节点SN2和第一输出节点NO3之间，并且响应于采样的偏置电压VBPS和切换代码对(SL1，SL1B)～(SLk，SLkB)中的相应一个，电流单元661～66k中的每一个从第一输出节点NO3抽取相应的单元电流IO。在第一输出节点NO3处将单元电流IO求和成斜坡电流IRD1。
每个电流单元661～66k包括第一NMOS晶体管671、第二NMOS晶体管672和第三NMOS晶体管673。第一NMOS晶体管671具有连接到接地电压VSS的源极、连接到采样节点SN2的栅极和连接到第二节点N52的漏极。第二NMOS晶体管672具有连接到第二节点N52的源极、用于接收切换代码对(SL1，SL1B)的第一切换代码SL1的栅极以及连接到第一输出节点NO3的漏极。第三NMOS晶体管673具有连接到第二节点N52的源极、用于接收切换代码对(SL1，SL1B)的第一切换代码SL1B的栅极和连接到电源电压VDDA的漏极。第一至第三NMOS晶体管671～673也可以分别称为第一至第三晶体管。在这种情况下，漏极可以称为第一电极，并且源极可以称为第二电极。
电流电压转换器680a包括连接在电源电压VDDA与第一输出节点NO3之间的第一负载电阻器RRD1，并且将斜坡电流IRD1转换成对应的斜坡信号VR。
图5是示出根据示例性实施例的图4A的调谐电路的示例的电路图。
参考图5，调谐电路400a包括多个电容器411、412和413以及多个开关416、417和418。电容器411、412和413相对于彼此并联连接到采样节点SN1，并且具有根据相对于彼此的2的倍数的不同电容。例如，电容器411可以具有电容C，电容器412可以具有电容2C，并且电容器413可以具有电容4C。开关416、417和418中的每一个相对于彼此并联地连接在电容器411、412和413中的相应一个与第一输出节点NO1之间，并且开关416、417和418中的每一个接收调谐信号TS的比特TS1、TS2和TS3中的相应比特，如图5所示。响应于调谐信号TS的比特TS1、TS2和TS3中的一个选择性地接通开关416、417和418中的每一个，并且可以调整采样的偏置电压VBPS与斜坡信号VR的耦合程度。在图5中，电容器411、412和413的数量以及分别与电容器411、412和413相对应的开关416、417和418的数量可以变化，这与图6至图9中类似。也就是说，尽管在图5中示出了三个电容器和三个开关，在其他示例性实施例中所述数量可以多于或少于三个，并且没有特别限制。
图6是示出根据示例性实施例的图4A的调谐电路的另一个示例的电路图。
参考图6，调谐电路400b包括多个开关426、427和428以及多个电容器421、422和423。电容器421、412和413相对于彼此并联连接到第一输出节点NO1，并且具有根据相对于彼此的2的倍数的不同电容。开关426、427和428中的每一个相互并联地连接在电容器421、422和423中的相应一个与采样节点SN1之间，并且开关426、427和428中的每一个接收调谐信号TS的比特TS1、TS2和TS3中的相应比特。响应于比特TS1、TS2和TS3中的一个选择性地接通开关426、427和428中的每一个，并且可以调整采样的偏置电压VBPS与斜坡信号VR的耦合程度。
图7A是示出根据示例性实施例的图4A的调谐电路的另一个示例的电路图。
参考图7A，调谐电路400c包括多个电容器411、412和413、多个第一开关416a、417a和418a以及多个第二开关416b、417b和418b。每个电容器411、412和413相对于彼此并联连接在采样节点SN1与节点N21、N22和N23中的一个节点之间，并且电容器411、412和413可以具有根据相对于彼此的2的倍数的不同电容。第一开关416a、417a和418a中的每一个连接在节点N21、N22和N23中相应一个处的电容器411、412和413中的相应一个与第一输出节点NO1之间。第二开关416b、417b和418b中的每一个相对于彼此并联地连接在在节点N21、N22和N23中的相应一个处的电容器411、412和413中的相应一个与电源电压VDDA之间。第一开关416a、417a和418a中的每一个接收调谐信号TS的比特TS1、TS2和TS3中的相应一个，并且第二开关416b、417b和418b中的每一个接收调谐信号TS的反相版本的比特TS1B、TS2B和TS3B中的相应一个。即，TSxB表示反相TSx。响应于比特TS1、TS2和TS3以及比特TS1B、TS2B和TS3B，选择性地连接第一开关416a、417a和418a中的至少一个以及第二开关416b、417b和418b中的至少一个，并且可以调整采样的偏置电压VBPS与斜坡信号VR的耦合程度。
图7B是示出根据示例性实施例的图4A的调谐电路的另一个示例的电路图。
参考图7B，调谐电路400ca包括多个电容器411、412和413、多个第一开关416a、417a和418a以及多个第二开关416b、417b和418b。每个电容器411、412和413相对于彼此并联连接在第一输出节点NO1与节点N211、N221和N231中的一个节点之间，并且电容器411、412和413可以具有根据相对于彼此2的倍数的不同电容。第一开关416a、417a和418a中的每一个相对于彼此并联连接在节点N211、N221和N231中的相应一个处的电容器411、412和413中的相应一个与采样节点SN1之间。第二开关416b、417b和418b中的每一个相对于彼此并联地连接在在节点N21、N22和N23中的相应一个处的电容器411、412和413中的相应一个与接地电压VSS之间。第一开关416a、417a和418a中的每一个接收调谐信号TS的比特TS1、TS2和TS3中的相应一个，并且第二开关416b、417b和418b中的每一个接收调谐信号TS的反相版本的比特TS1B、TS2B和TS3B中的相应一个。响应于比特TS1、TS2和TS3以及比特TS1B、TS2B和TS3B，选择性地连接第一开关416a、417a和418a中的至少一个以及第二开关416b、417b和418b中的至少一个，并且可以调整采样的偏置电压VBPS与斜坡信号VR的耦合程度。
图8是示出根据示例性实施例的图4A的调谐电路的另一个示例的电路图。
参考图8，调谐电路400d包括多个电容器411、412和413、多个PMOS晶体管431、433和435以及多个NMOS晶体管432、434和436。每个电容器411、412和413相对于彼此并联连接在采样节点SN1与节点N31、N32和N33中的一个节点之间，并且电容器411、412和413可以具有根据相对于彼此2的倍数的不同电容。PMOS晶体管431、433和435中的每一个相对于彼此并联地连接在在节点N31、N32和N33中的相应一个处的电容器411、412和413中的相应一个与电源电压VDDA之间。NMOS晶体管432、434和436中的每一个相对于彼此并联地连接在在节点N31、N32和N33中的相应一个处的电容器411、412和413中的相应一个与第一输出节点NO1之间。PMOS晶体管431、433和435的每个栅极接收调谐信号TS的比特TS1、TS2和TS3中的相应一个，并且NMOS晶体管432、434和436的每个栅极接收调谐信号TS的比特TS1、TS2和TS3中的相应一个。响应于比特TS1、TS2和TS3，PMOS晶体管431、433和435中的至少一个以及NMOS晶体管432、434和436中的至少一个选择性地接通，并且可以调整采样的偏置电压VBPS与斜坡信号VR的耦合程度。
图9是示出根据示例性实施例的图4A的调谐电路的另一个示例的电路图。
参考图9，调谐电路400e包括多个电容器411、412和413、多个NMOS晶体管441、443和445以及多个PMOS晶体管442、444和446。每个电容器411、412和413相对于彼此并联连接在第一输出节点NO1与节点N41、N42和N43中的一个节点之间，并且电容器411、412和413可以具有根据相对于彼此2的倍数的不同电容。NMOS晶体管441、443和445中的每一个相对于彼此并联地连接在在节点N41、N42和N43中的相应一个处的电容器411、412和413中的相应一个与接地电压VSS之间。PMOS晶体管442、444和446中的每一个相对于彼此并联地连接在在节点N41、N42和N43中的相应一个处的电容器411、412和413中的相应一个与采样节点SN1之间。NMOS晶体管441、443和445的每个栅极接收调谐信号TS的反相版本的比特TS1B、TS2B和TS3B中的相应一个，并且PMOS晶体管442、444和446的每个栅极接收比特TS1B、TS2B和TS3B的相应一个。响应于比特TS1B、TS2B和TS3B，NMOS晶体管441、443和445中的至少一个以及PMOS晶体管442、444和446中的至少一个选择性地接通，并且可以调整采样的偏置电压VBPS与斜坡信号VR的耦合程度。
图4A中的调谐电路400可以采用图5至图9的调谐电路400a、400b、400c、400ca、400d和400e中的一个。类似地，图4B中的调谐电路500可以采用图5至图9的调谐电路400a、400b、400c、400ca、400d和400e中的一个。
图10是示出根据示例性实施例的图1的图像传感器中的斜坡信号发生器的另一个示例的电路图。
图10的斜坡信号发生器300c与图4A的斜坡信号发生器300a的不同之处在于电流电压转换器380b的结构和调谐电路500a的结构。因此，下面的描述将集中在电流电压转换器380b和调谐电路500a。
参考图10，电流电压转换器380b包括第一负载电阻器RRD1和第二负载电阻器RRD2。第一负载电阻器RRD1连接在第一输出节点NO1和接地电压VSS之间，第二负载电阻器RRD2连接在第二输出节点NO2和接地电压VSS之间。调谐电路500a可以包括第一调谐器510和第二调谐器550。第一调谐器510连接在第一输出节点NO1和采样节点SN1之间，第二调谐器550连接在第二输出节点NO2和采样节点SN1之间。
第一负载电阻器RRD1将第一斜坡电流IRD1转换成对应的斜坡信号VR，并且第二负载电阻器RRD2将第二斜坡电流IRD2转换成对应的第二斜坡信号VRB。因为第一切换代码SL1-SLk中的每一个具有与第二切换代码SL1B-SLkB中相应一个互补的逻辑电平，所以第一斜坡电流IRD1和第二斜坡电流IRD2相对于彼此具有互补的斜坡变化方向。当斜坡信号VR斜坡下降时，第二斜坡信号VRB斜坡上升。备选地，当斜坡信号VR是斜坡上升时，第二斜坡信号VRB斜坡下降。
第一调谐器510包括连接在第一输出节点NO1和采样节点SN1之间的至少一个电容器，并且将采样的偏置电压VBPS耦合到斜坡信号VR以调整斜坡信号VR的非线性程度。此外，第二调谐器550包括连接在第二输出节点NO2和采样节点SN1之间的至少一个电容器，并且将采样的偏置电压VBPS耦合到第二斜坡信号VRB以调整斜坡信号VRB的非线性程度。第一调谐器510可以采用图5至图9的调谐电路400a、400b、400c、400ca、400d和400e中的一个，并且第二调谐器550可以采用与第一调谐器510相对应的图5至图9的调谐电路400a、400b、400c、400ca、400d和400e中的一个。
图11是示出根据示例性实施例的图1的图像传感器中的斜坡信号发生器的另一个示例的电路图。
图11的斜坡信号发生器300d与图4B的斜坡信号发生器300b的不同之处在于电流电压转换器680a的结构和调谐电路500b的结构。因此，下面的描述将集中在电流电压转换器680a和调谐电路500b。
参考图11，电流电压转换器680b包括第一负载电阻器RRD1和第二负载电阻器RRD2。第一负载电阻器RRD1连接在电源电压VDDA和第一输出节点NO3之间，第二负载电阻器RRD2连接在电源电压VDDA和第二输出节点NO4之间。第一负载电阻器RRD1将第一斜坡电流IRD1转换成对应的斜坡信号VR，并且第二负载电阻器RRD2将第二斜坡电流IRD2转换成对应的第二斜坡信号VRB。
调谐电路500b可以包括第一调谐器710和第二调谐器750。第一调谐器710连接在第一输出节点NO3和采样节点SN2之间，第二调谐器750连接在第二输出节点NO4和采样节点SN2之间。
如参考图10所述，第一调谐器710包括连接在第一输出节点NO3和采样节点SN2之间的至少一个电容器，并且将采样的偏置电压VBNS耦合到斜坡信号VR以调整斜坡信号VR的非线性程度。此外，第二调谐器750包括连接在第二输出节点NO4和采样节点SN2之间的至少一个电容器，并且将采样的偏置电压VBNS耦合到第二斜坡信号VRB以调整斜坡信号VRB的非线性程度。第一调谐器710可以采用图5至图9的调谐电路400a、400b、400c、400ca、400d和400e中的一个，并且第二调谐器750可以采用与第一调谐器510相对应的图5至图9的调谐电路400a、400b、400c、400ca、400d和400e中的一个。
图12示出了根据示例性实施例的调谐电路调整斜坡信号的非线性程度。
图12示出了其中调谐电路调整斜坡下降的斜坡信号的非线性程度的示例。
在图12中，a)表示斜坡下降的斜坡信号VR，并且b)表示采样的偏置电压VBPS通过图4A中的调谐电路400、图10的调谐电路500a和图11中的调谐电路500b中的一个耦合到斜坡信号VR，并且响应于调谐信号TS来调整耦合程度。如b)所示，当采样的偏置电压VBPS耦合到斜坡信号VR时，采样的偏置电压VBPS跟随斜坡信号VR，并且如c)所示，从PMOS晶体管371输出的单元电流IO改变。当如c)所示输出单元电流IO时，产生斜坡信号VR的非线性特性以抵消图3B的非线性度。因此，可以增加斜坡信号VR的线性度。
图13示出了根据示例性实施例的调谐电路调整第二斜坡信号的非线性程度。
图13示出了其中调谐电路调整斜坡上升的第二斜坡信号的非线性程度的示例。
在图13中，a)表示斜坡上升的第二斜坡信号VRB，并且b)表示采样的偏置电压VBNNS通过图4A中的调谐电路400、图10的调谐电路500a和图11中的调谐电路500b中的一个耦合到第二斜坡信号VRB，并且响应于调谐信号TS来调整耦合程度。如b)所示，当采样的偏置电压VBNS耦合到第二斜坡信号VRB时，采样的偏置电压VBNS跟随第二斜坡信号VRB，并且如c)所示，从PMOS晶体管371输出的单元电流IO改变。当如c)所示输出单元电流IO时，产生第二斜坡信号VRB的非线性特性以抵消图3B的非线性度。因此，进一步增加第二斜坡信号VR的线性度。
在图12和图13中，可以基于测试图3B的斜坡信号VR的非线性度的结果来确定采样的偏置电压VBPS与斜坡信号VR的耦合程度或采样的偏置电压VBNS与第二斜坡信号VRB的耦合程度。测试结果可以存储在图1中的寄存器290中，并且时序控制器210可以将第二控制信号CTL2提供给斜坡信号发生器300，使得抵消图3B的斜坡信号VR的非线性程度。此外，斜坡信号发生器300可以响应于第二控制信号CTL2将调谐信号TS提供给调谐电路400。
图14示出了根据示例性实施例的图1的图像传感器中的像素阵列的另一个示例。
参考图1和图14，像素阵列100b可以包括以行和列排列的多个像素140。行驱动器220可以通过长曝光传输控制信号TGL和短曝光传输控制信号TGS代替图1中的传输控制信号TG来控制像素140的操作。行驱动器220可以同时激活长曝光传输控制信号TGL和短曝光传输控制信号TGS。长曝光传输控制信号TGL的激活持续时间可以相对较长，并且短曝光传输控制信号TGS的激活持续时间可以相对较短。
在列方向上彼此相邻的两个像素130可以分别包括光电转换元件PD和转移晶体管TX，并且可以在图2的像素结构中共享重置晶体管RX、浮置扩散区FD、源极跟随器SF和选择晶体管SX。
图15是用于解释基于图1的图像传感器中的斜坡信号执行的AD转换的图。
从像素110输出的像素信号可以包括重置信号Vrst和图像信号Vsig。
1-水平时间可以包括自动调零时间段AUTO_ZERO、重置信号AD转换(ADC)时间段RESET_ADC、传输控制信号使能时间段TGI、图像信号ADC时间段SIGNAL_ADC和水平空白时间段H-BLANK。当帧速率是Z(其中Z是至少为2的自然数)时，1-水平时间可以定义为1/(Z*n)，其中“n”可以是像素阵列100中的行数。
1-水平时间可以指将与线相对应的像素信号或从行中的像素输出的像素信号从模拟格式转换为数字格式的时间。
自动调零时间段AUTO_ZERO可以是用于确定在比较器电路240中包括的比较器241至24m中的每一个的判定点的持续时间(或间隔)。判定点可以用于ADC，并且自动调零时间段AUTO_ZERO可以是用于存储或确定每个比较器241至24m的偏移的持续时间。
重置信号ADC时间段RESET_ADC可以是基于斜坡信号VR将重置信号Vrst转换为数字信号的持续时间。传输控制信号使能时间段TGI可以是传输控制信号TG被使能时的时间段。
图像信号ADC时间段SIGNAL_ADC可以是基于斜坡信号VR将图像信号Vsig转换成数字信号时的持续时间。水平空白时间段H-BLANK可以是准备下一线的ADC时的持续时间。重置信号ADC时间段RESET_ADC可以简称为“重置信号时间段”，图像信号ADC时间段SIGNAL_ADC可以简称为“图像信号时间段”。
图15示出了使用斜坡下降的斜坡信号VR根据低代码进行确定的示例。
“OFFSET”可以表示斜坡信号VR的偏移。在下面的描述中，计数器251可以一般地指代计数器251、252至25m，并且存储器261可以一般地指代存储器261、262至26m。比较器241可以参考比较器241、242至24m。
附图标记C1可以表示在重置信号ADC时间段RESET_ADC期间施加到计数器251的时钟信号CLK的最大周期，并且“C1+C2”可以表示在图像信号ADC时间段SIGNAL_ADC期间施加到计数器251的时钟信号CLK的最大周期。当C1是256时，C2可以是1024，但这些仅仅是示例。
参考图1和图15，在重置信号ADC时间段RESET_ADC期间，斜坡信号发生器300可以输出斜坡信号VR，所述斜坡信号VR随时间从与计数器251的最小重置计数值res_min相对应的第二电平向下(单调地)减小到与计数器251的最大重置计数值res_max相对应的第一电平。此时，斜坡信号VR称为斜坡下降斜坡信号。
响应于时钟信号CLK和从比较器241输出的比较信号，计数器251可以产生从“0”到“A”顺序增加的计数值CNTV，直到重置信号Vrst的电平等于斜坡信号VR的电平为止。存储器261可以存储“A”作为由计数器251产生的计数值CNTV。换句话说，当重置信号Vrst的电平与斜坡信号VR的电平相同时，计数器251可以保持“A”作为计数值CNTV。
像素110可以在传输控制信号使能时间段TGI期间输出与图像信号Vsig相对应的像素信号。在传输控制信号使能时间段TGI期间，计数器251或存储器261可以产生“-A”，即“A”的一补数。在不同的示例性实施例中，可以对图像传感器10中产生“-A”的方法进行各种修改。在图像信号ADC时间段SIGNAL_ADC期间，斜坡信号发生器300可以输出斜坡信号VR，所述斜坡信号VR随时间从与计数器251的最小图像信号计数值sig_min相对应的第四电平向下(单调地)减小到与计数器251的最大图像信号计数值sig_max相对应的第三电平。
响应于时钟信号CLK和从比较器241输出的比较信号，计数器251可以产生从“-A”到“B”顺序增加的计数值CNTV，直到图像信号Vsig的电平等于斜坡信号VR的电平为止。存储器261可以存储与“-A+B”相对应的计数值作为计数值CNTV。因此，输出电路880可以输出最终计数值OUT(＝B-A)。
如图15所示，使用单斜率ADC的图像传感器10可以按照低代码顺序地执行ADC。由于伽马增益等，低代码区域的非线性度可以被放大和增加。恰好在自动调零时间段AUTO_ZERO之后(或恰好在重置信号ADC时间段RESET_ADC之前)或恰好在传输控制信号使能时间段TGL之后(或者恰好在图像信号ADC时间段SIGNAL_ADC之前)，对比较器241的输出信号或像素110的像素信号进行稳定花费许多时间。
当在比较器241的输出信号或像素110的像素信号未稳定的状态下对像素110的像素信号执行ADC时，可以从低代码区域输出非线性ADC值。
在图15中，“NLR”(即，RESET_ADC时间段和SIGNAL_ADC时间段中的圆圈)表示非线性区域。
根据示例性实施例，斜坡信号发生器300通过调谐电路400将采样的偏置电压VBPS耦合到斜坡信号VR，并因此人为地产生斜坡信号VR的非线性特性，其当被施加到斜坡信号VR的非线性特性时抵消了图15中非线性区域中出现的非线性度。因此，斜坡信号发生器300可以增加斜坡信号VR的线性度。
图16是示出了根据示例性实施例的操作图像传感器的方法的流程图。
参考图1至图16，在操作图像传感器10的方法中，斜坡信号发生器300产生在重置信号ADC时间段RESET_ADC期间斜坡变化的斜坡信号VR(S810)。当产生斜坡信号VR时，斜坡信号发生器300通过调谐电路400将采样的偏置电压VBPS耦合到斜坡信号VR，并且因此人为地产生斜坡信号VR的非线性特性，其当被施加到斜坡信号VR时抵消了图15中非线性区域中出现的非线性，以便增加斜坡信号VR的线性度，如参考图4至图14所述。
比较器241将从像素110输出的重置信号Vrst和斜坡信号VR进行比较以产生第一比较信号(S820)。
计数器电路250的计数器251基于时钟信号CLK和第一比较信号产生与重置信号Vrst相对应的第一计数值CNTV(S830)。
斜坡信号发生器300产生在图像信号ADC时间段SIGNAL_ADC期间斜坡变化的斜坡信号VR。比较器241将从像素110输出的图像信号Vsig和斜坡信号VR进行比较以产生第二比较信号。计数器电路251的计数器251基于时钟信号CLK和第二比较信号产生与图像信号Vrst相对应的第二计数值CNTV。当斜坡信号发生器300产生在图像信号ADC时间段SIGNAL_ADC期间斜坡变化的斜坡信号VR时，计数器251产生第一计数值CNTV的一补数并且将第二计数值CNTV与第一计数值的一补数求和，并且输出电路280输出与求和值相对应的最终计数值OUT。
因此，在操作图像传感器10的方法中，当产生斜坡信号VR时，抵消了非线性特性以增加斜坡信号VR的线性度。因此，可以减少低代码中错误的发生并且可以增强图像传感器的性能。
图17是示出了根据示例性实施例的移动设备的框图。
参考图17，移动设备900包括处理器910和图像传感器940。移动设备900还可以包括连接模块920、存储设备930、用户接口950和电源960。
处理器910可以是一个或多个微处理器并控制移动设备900的整体操作。图像传感器940由处理器910控制，并且可以是根据示例性实施例的图像传感器。图像传感器940可以采用图1的图像传感器10，并且可以包括产生斜坡信号的斜坡信号发生器。斜坡信号发生器可以通过调谐电路将采样的偏置电压耦合到斜坡信号，并且因此可以人为地产生斜坡信号的非线性特性，以抵消在图像传感器940的高速操作中出现的非线性度。因此，斜坡信号发生器可以增加斜坡信号VR的线性度。
连接模块920可以与外部设备(未示出)通信。存储设备930可以作为用于由处理器910处理的数据的数据存储器或者移动设备900中的工作存储器操作。用户接口950可以包括至少一个输入设备和/或至少一个输出设备，输入设备例如是键区、按钮、触摸屏等等，输出设备例如是显示设备等。电源960可以向移动设备900供电。
本公开可以应用于各种图像传感器和各种成像系统。例如，本公开可以应用于移动电话、智能电话、个人数字助手(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、便携式游戏机、可穿戴系统、物联网(IoT)系统、3D几何重建系统、阵列相机系统、虚拟现实(VR)系统、增强现实(AR)系统等。
根据在此描述的各种示例性实施例，斜坡信号发生器可以通过调谐电路将采样的偏置电压耦合到斜坡信号，并且因此可以人为地产生斜坡信号的非线性特性，以抵消在图像传感器的高速操作中出现的非线性度。因此，斜坡信号发生器可以增加斜坡信号VR的线性度。
前述是对示例性实施例的说明，不应被解释为对其的限制。尽管描述了一些示例性实施例，然而本领域技术人员将容易理解，在不实质上脱离本公开的新颖教义和优点的前提下，可以在示例性实施例中进行多种修改。因此，所有这种修改旨在被包括在如权利要求中限定的本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种图像传感器的斜坡信号发生器，所述斜坡信号发生器包括：
偏置产生电路，连接在第一电压和第二电压之间，配置为产生偏置电压；
传输开关，配置为响应于第一切换控制信号将所述偏置电压传送到采样节点；
采样电容器，连接在所述第一电压和所述采样节点之间，配置为对所述偏置电压进行采样；
电流单元电路，配置为响应于所述采样节点采样的偏置电压和多个切换代码对，在斜坡变化时间段期间向第一输出节点提供第一斜坡电流；
电流电压转换器，包括连接在所述第一输出节点与所述第二电压之间的第一负载电阻器，其中所述第一负载电阻器配置为将所述第一斜坡电流转换为在所述斜坡变化期间斜坡变化的第一斜坡信号；以及
调谐电路，连接在所述第一输出节点和所述采样节点之间，所述调谐电路包括至少一个电容器，所述至少一个电容器配置为将所述采样的偏置电压耦合到所述第一斜坡信号，其中所述调谐电路配置为响应于调谐信号调整所述第一斜坡信号的非线性程度。
2.根据权利要求1所述的斜坡信号发生器，其中所述电流单元电路包括：
连接在所述第一电压和所述第一输出节点之间的多个电流单元，其中所述多个电流单元中的每一个配置为响应于所述采样的偏置电压和所述多个切换代码对中的相应一个产生单元电流；以及
切换代码控制器，配置为响应于第二切换控制信号将所述多个切换代码对中的每一个提供给所述多个电流单元中的相应一个。
3.根据权利要求2所述的斜坡信号发生器，其中所述多个电流单元中的每一个包括：
第一晶体管，所述第一晶体管具有连接到所述第一电压的第一电极、连接到所述采样节点以接收所述采样的偏置电压的栅极以及连接到第一节点的第二电极；
第二晶体管，所述第二晶体管具有连接到所述第一节点的第一电极、用于接收切换代码对的第一切换代码的栅极以及连接到所述第一输出节点的第二电极；以及
第三晶体管，所述第三晶体管具有连接到所述第一节点的第一电极、用于接收所述切换代码对的第二切换代码的栅极以及连接到所述第二电压的第二电极，其中所述第二切换代码具有与所述第一切换代码的逻辑电平互补的逻辑电平，
其中所述多个电流单元的单元电流之和与所述第一斜坡电流相对应。
4.根据权利要求3所述的斜坡信号发生器，其中
所述第一电压是电源电压；
所述第二电压是接地电压；以及
所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管中的每一个是p沟道金属氧化物(PMOS)晶体管。
5.根据权利要求3所述的斜坡信号发生器，其中
所述第一电压是接地电压；
所述第二电压是电源电压；以及
所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管中的每一个是n沟道金属氧化物(NMOS)晶体管。
6.根据权利要求1所述的斜坡信号发生器，其中所述调谐电路包括：
多个电容器，相对于彼此并联连接到所述采样节点，其中所述多个电容器相对于彼此具有不同的电容；以及
多个开关，其中所述多个开关中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个与所述第一输出节点之间，并且所述多个开关中的每一个接收所述调谐信号的相应比特。
7.根据权利要求1所述的斜坡信号发生器，其中所述调谐电路包括：
多个电容器，相对于彼此并联连接到所述第一输出节点，其中所述多个电容器相对于彼此具有不同的电容；以及
多个开关，其中所述多个开关中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个与所述采样节点之间，并且所述多个开关中的每一个接收所述调谐信号的相应比特。
8.根据权利要求1所述的斜坡信号发生器，其中所述调谐电路包括：
多个电容器，相对于彼此并联连接到所述采样节点，其中所述多个电容器相对于彼此具有不同的电容；
多个第一开关，其中所述多个第一开关中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个与所述第一输出节点之间；以及
多个第二开关，其中所述多个第二开关中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个与所述第一电压之间，
其中所述多个第一开关中的每一个接收所述调谐信号的相应比特，并且所述多个第二开关中的每一个接收所述调谐信号的反相版本的相应比特。
9.根据权利要求1所述的斜坡信号发生器，其中所述调谐电路包括：
多个电容器，相对于彼此并联连接到所述第一输出节点，其中所述多个电容器相对于彼此具有不同的电容；
多个第一开关，其中所述多个第一开关中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个与所述采样节点之间；以及
多个第二开关，其中所述多个第二开关中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个与所述第二电压之间，
其中所述多个第一开关中的每一个接收所述调谐信号的相应比特，并且所述多个第二开关中的每一个接收所述调谐信号的反相版本的相应比特。
10.根据权利要求1所述的斜坡信号发生器，其中所述调谐电路包括：
多个电容器，相对于彼此并联连接到所述采样节点，其中所述多个电容器相对于彼此具有不同的电容；
多个p沟道金属氧化物(PMOS)晶体管，其中所述多个PMOS晶体管中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个和所述第一电压之间；以及
多个n沟道金属氧化物(NMOS)晶体管，其中所述多个NMOS晶体管中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个和所述第一输出节点之间，
其中所述多个PMOS晶体管的每个栅极和所述多个NMOS晶体管的每个栅极接收调谐信号的相应比特。
11.根据权利要求1所述的斜坡信号发生器，其中所述调谐电路包括：
多个电容器，相对于彼此并联连接到所述第一输出节点，其中所述多个电容器相对于彼此具有不同的电容；
多个n沟道金属氧化物(NMOS)晶体管，其中所述多个NMOS晶体管中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个和所述第二电压之间；以及
多个p沟道金属氧化物(PMOS)晶体管，其中所述多个PMOS晶体管中的每一个相对于彼此并联连接在所述多个电容器中的相应一个和所述采样节点之间，
其中多个NMOS晶体管的每个栅极和所述多个PMOS晶体管的每个栅极接收所述调谐信号的反相版本的相应比特。
12.根据权利要求1所述的斜坡信号发生器，其中所述电流电压转换器还包括连接在第二输出节点与所述第二电压之间的第二负载电阻器，其中所述第二负载电阻器配置为将第二斜坡电流转换为在斜坡变化时间段期间斜坡变化的第二斜坡信号，其中在所述斜坡变化时间段期间从所述电流单元电路提供所述第二斜坡电流。
13.根据权利要求12所述的斜坡信号发生器，其中
所述第一斜坡信号在所述斜坡变化期间是斜坡下降或斜坡上升的；以及
所述第二斜坡信号在所述斜坡变化时间段期间与所述第一斜坡信号互补地斜坡变化，
其中所述调谐电路包括：
第一调谐器，连接在所述第一输出节点和所述采样节点之间，配置为响应于所述调谐信号来调整所述第一斜坡信号的非线性程度；以及
第二调谐器，连接在所述第二输出节点和所述采样节点之间，配置为响应于所述调谐信号来调整所述第二斜坡信号的非线性程度。
14.根据权利要求13所述的斜坡信号发生器，其中
所述第一调谐器包括相对于彼此并联连接在所述第一输出节点与所述采样节点之间的多个第一电容器，其中所述多个第一电容器相对于彼此具有不同的电容；以及
所述第二调谐器包括相对于彼此并联连接在所述第二输出节点与所述采样节点之间的多个第二电容器，其中所述多个第二电容器相对于彼此具有不同的电容。
15.根据权利要求14所述的斜坡信号发生器，其中
所述多个第一电容器配置为通过响应于所述调谐信号调整所述采样的偏置电压耦合到所述第一斜坡信号的量来调整所述第一斜坡信号的非线性程度；以及
所述多个第二电容器配置为通过响应于所述调谐信号调整所述采样的偏置电压耦合到所述第二斜坡信号的量来调整所述第二斜坡信号的非线性程度。
16.根据权利要求12所述的斜坡信号发生器，其中
所述第一电压是电源电压，并且所述第二电压是接地电压；或者
所述第一电压是接地电压，并且所述第二电压是电源电压。
17.一种图像传感器，包括：
像素，配置为产生重置信号和图像信号；
比较器，配置为将所述重置信号与第一斜坡信号进行比较以产生第一比较信号，并且配置为将所述图像信号与所述第一斜坡信号进行比较以产生第二比较信号；
计数器，配置为基于时钟信号对所述第一比较信号进行计数以产生第一计数值，并且配置为基于所述时钟信号对所述第二比较信号进行计数以产生第二计数值；
斜坡信号发生器，配置为至少产生所述第一斜坡信号；以及
时序控制器，配置为控制所述像素、所述计数器和所述斜坡信号发生器，
其中所述斜坡信号发生器包括连接在第一输出节点和采样节点之间的调谐电路，在所述第一输出节点处提供所述第一斜坡信号并且在所述采样节点处对偏置电压进行采样，以及
其中所述调谐电路配置为响应于调谐信号来调整所述第一斜坡信号的非线性程度。
18.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述斜坡信号发生器包括：
偏置产生电路，连接在第一电压和第二电压之间，所述偏置产生电路配置为产生所述偏置电压；
传输开关，配置为响应于第一切换控制信号将所述偏置电压传送到所述采样节点；
采样电容器，连接在所述第一电压和所述采样节点之间，所述采样电容器配置为对所述偏置电压进行采样；
电流单元电路，配置为响应于所述采样节点采样的偏置电压和多个切换代码对，在斜坡变化时间段期间向所述第一输出节点提供第一斜坡电流；
电流电压转换器，包括连接在所述第一输出节点与所述第二电压之间的第一负载电阻器，其中所述第一负载电阻器配置为将所述第一斜坡电流转换为在所述斜坡变化期间斜坡变化的第一斜坡信号；以及
调谐电路，连接在所述第一输出节点和所述采样节点之间，所述调谐电路包括至少一个电容器，所述至少一个电容器配置为将所述采样的偏置电压耦合到所述第一斜坡信号，其中所述调谐电路配置为响应于调谐信号调整所述第一斜坡信号的非线性程度。
19.根据权利要求18所述的图像传感器，其中所述电流电压转换器还包括连接在第二输出节点与所述第二电压之间的第二负载电阻器，其中所述第二负载电阻器配置为将第二斜坡电流转换为在斜坡变化时间段期间斜坡变化的第二斜坡信号，其中在所述斜坡变化时间段期间从所述电流单元电路提供所述第二斜坡电流，以及
其中所述调谐电路包括：
第一调谐器，连接在所述第一输出节点和所述采样节点之间，所述第一调谐器配置为响应于所述调谐信号来调整所述第一斜坡信号的非线性程度；以及
第二调谐器，连接在所述第二输出节点和所述采样节点之间，所述第二调谐器配置为响应于所述调谐信号来调整所述第二斜坡信号的非线性程度。
20.一种图像传感器的斜坡信号发生器，所述斜坡信号发生器包括：
偏置产生电路，连接在第一电压和第二电压之间，所述偏置产生电路配置为产生偏置电压；
传输开关，配置为响应于第一切换控制信号将所述偏置电压传送到采样节点；
采样电容器，连接在所述第一电压和所述采样节点之间，所述采样电容器配置为对所述偏置电压进行采样；
电流单元，配置为响应于所述采样节点采样的偏置电压和切换代码对，向第一输出节点提供单元电流；
负载电阻器，连接在所述第一输出节点与所述第二电压之间，其中所述负载电阻器配置为将所述单元电流转换为斜坡信号；以及
调谐电路，连接在所述第一输出节点和所述采样节点之间，所述调谐电路包括至少一个电容器，所述至少一个电容器配置为将所述采样的偏置电压耦合到所述斜坡信号，其中所述调谐电路配置为响应于调谐信号调整所述斜坡信号的非线性程度。
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