CN112969042B - 运算电路和图像传感器的读出电路 - Google Patents

运算电路和图像传感器的读出电路 Download PDF

Info

Publication number
CN112969042B
CN112969042B CN202110226856.0A CN202110226856A CN112969042B CN 112969042 B CN112969042 B CN 112969042B CN 202110226856 A CN202110226856 A CN 202110226856A CN 112969042 B CN112969042 B CN 112969042B
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
circuit
state
time
period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110226856.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112969042A (zh
Inventor
张琦
韩磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rockchip Electronics Co Ltd
Original Assignee
Rockchip Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rockchip Electronics Co Ltd filed Critical Rockchip Electronics Co Ltd
Priority to CN202110226856.0A priority Critical patent/CN112969042B/zh
Publication of CN112969042A publication Critical patent/CN112969042A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112969042B publication Critical patent/CN112969042B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

一种运算电路和图像传感器的读出电路,所述运算电路包括:比较器、积分子电路和开关电路。所述开关电路,适于在连通状态下将所述比较器和积分子电路组合成积分电路。在开关电路连通状态下将比较器和积分子电路组合积分电路。将该结构应用于图像传感器的读出电路时,可以提高对输入信号进行积分以提升信噪比,从而确保可以获取到图像信息,因此,所述运算电路为保证获取到图像信息提供了基础。

Description

运算电路和图像传感器的读出电路
技术领域
本发明涉及电子领域,尤其涉及一种运算电路和图像传感器的读出电路。
背景技术
图像传感器所产生的图像质量,取决于图像信号的信号噪声比。信号强度取决于光强、曝光时间、光电转化效率等;而噪声主要有两种类型:固形噪声和随机噪声。而对于图像处理来说,能获取有效图像信息需要的信噪比存在一个最低值,如果信噪比低于此,将无法获取图像信息。
发明内容
本发明解决的问题是:存在无法获取图像传感器的图像信息的情况。
为解决上述问题,本发明提供一种运算电路,包括:比较器、积分子电路和开关电路;所述开关电路,适于在连通状态下将所述比较器和积分子电路组合成积分电路。本发明还提供一种图像传感器的读出电路,所述图像传感器适于输出复位电平或像素电平,所述读出电路包括:运算电路、计数器和控制电路。
所述运算电路适于处理所述复位电平或像素电平,并将处理后的电平输出至计数器;所述运算电路包括:比较器、积分子电路、开关电路;所述开关电路适于在连通状态下将所述比较器和积分子电路组合成积分电路,所述积分电路的输入端适于输入所述复位电平或像素电平,所述积分电路的输出端连接所述计数器;所述计数器,适于基于所述运算电路处理后的电平进行量化处理;所述控制单元,适于在所述量化处理之前的第一时间段内使所述开关电路始终处于连通状态。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
本申请提供的运算电路,在开关电路连通状态下将比较器和积分子电路组合积分电路。将该结构应用于图像传感器的读出电路时,可以提高对输入信号进行积分以提升信噪比,从而确保可以获取到图像信息,因此,本申请的运算电路为保证获取到图像信息提供了基础。
并且,在本申请提供的运算电路中,复用了比较器,在开关电路连通状态下对输入信号进行积分,在开关电路断开状态下提供比较器参与量化处理,大大降低了芯片的面积和功耗。
附图说明
图1是现有图像传感器的读出电路的结构示意图;
图2是现有图像传感器的读出电路的工作时序图;
图3是本发明图像传感器的读出电路的结构示意图;
图4是本发明图像传感器的读出电路的工作时序图。
具体实施方式
采用相关双采样(CDS)的图像传感器的读出电路可以明显降低噪声。如图1所示,位线Bit-line是像素阵列中某一列像素的共用输出,该电路是像素读出电路阵列的列电路,实际的图像传感器存在多列此读出结构,列数取决于像素的列分辨率。
图1所示电路的具体工作时序如图2所示。像素首先进入复位状态,位线Bit-line输出复位电平,此时开关S闭合,比较器复位并且进行自动调零 (AZ)。而后开关S断开,位线Bit-line保持复位电平进行量化,斜坡信号Vramp 开始从上基准电压往下基准电压线性变化(理想情况下是一条直线)。当斜坡信号Vramp小于比较器负端电压时,比较器输出低电平,计数器正常计数,而当斜坡信号Vramp大于比较器负段电压后,比较器输出高电平,计数器停止计数。后续像素输出信号,位线Bit-line输出像素电平,重复上述过程,再次进行量化。将复位电平和像素电平的两次量化结果相减,就是最终结果。
然而,上述结构的读出电路存在无法获取图像传感器的图像信息的情况。为了解决该技术问题,本申请提供一种运算电路。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
如图3所示,本发明实施例提供一种运算电路,包括:比较器21、积分子电路和开关电路。所述开关电路可以在连通状态下将所述比较器21和积分子电路组合成积分电路。
具体来说,积分子电路包括:第一电阻R1和第一电容C1。开关电路包括:第一开关S1和第二开关S2。
所述第一电阻R1的第一端连接所述运算电路的输入端,所述第一电阻 R1的第二端连接所述第一开关S1的第一端。所述第一开关S1的第二端连接所述比较器21的负相输入端Vn和第一电容C1的第一端。所述第一电容C1 的第二端连接所述第二开关S2的第一端。所述第二开关S2的第二端连接所述比较器21的输出端Vo。
第一开关S1和第二开关S2均处于连通状态时,开关电路处于连通状态,第一电阻R1和第一电容C1和比较器21组成积分电路,可以对输入积分电路的电平进行积分处理。第一开关S1和第二开关S2均处于断开状态时,开关电路处于断开状态,比较器21仅作为比较器被单独使用,参与电平的量化处理。本实施例通过对比较器21的复用,同时实现了积分电路和比较器的使用,提高信噪比的同时节省了电路面积。
本实施例的运算电路还可以包括:第二电容C2。所述第二电容C2的第一端连接所述比较器21的正相输入端Vp。所述第二电容C2的第二端适于输入斜坡信号Vramp。
所述运算电路还可以包括:第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5。
所述第三开关S3的第一端连接所述比较器21的负相输入端Vn,所述第三开关S3的第二端连接所述比较器21的输出端Vo。
所述第四开关S4的第一端连接所述运算电路的输入端,所述第四开关S4 的第二端连接所述比较器21的正相输入端Vp。
所述第五开关S5的第一端连接所述第一电容C1的第二端,所述第五开关S5的第二端适于输入基准电压VCM。
作为上述运算电路的一应用,本申请实施例提供一种图像传感器的读出电路。
继续参考图1,图像传感器10适于输出复位电平Vrst或像素电平Vsig。所述图像传感器10可以包括:第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第三NMOS管N3、第四NMOS管N4、第五NMOS管N5和光电转换单元PD。所述光电转换单元PD可以为光电二极管。
第一NMOS管N1的漏极连接第三NMOS管N3的漏极,并适于输入像素电源电压VDDPIX。第一NMOS管N1的源极连接第二NMOS管N2的漏极和第三NMOS管N3的栅极。第一NMOS管N1的栅极适于输入复位管信号RST。
第二NMOS管N2的源极连接光电转换单元PD。第二NMOS管N2的栅极适于输入传输管信号TX。
第三NMOS管N3的源极连接第四NMOS管N4的漏极。
第四NMOS管N4的源极连接第五NMOS管N5的漏极,并适于输出复位电平Vrst或像素电平Vsig。第四NMOS管N4的栅极适于输入选择信号SEL。
第五NMOS管N5的源极适于接地。第五NMOS管N5的栅极适于输入偏置电压Vbias。
所述第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第三NMOS管N3、第四 NMOS管N4和光电转换单元PD位于一个像素单元中,像素单元呈阵列排布,阵列的列数取决于像素的列分辨率。位于同一列的像素单元的连接同一条位线Bit-line,即第四NMOS管N4的源极连接位线Bit-line,共用输出。所以,位线Bit-line可以提供复位电平Vrst或像素电平Vsig。
所述读出电路20包括:计数器22、控制电路和上述实施例提供的运算电路。
结合图4所示,运算电路的输入端通过位线Bit-line连接图像传感器10,位线Bit-line将复位电平Vrst或像素电平Vsig输入至运算电路。运算电路处理复位电平Vrst或像素电平Vsig,并将处理后的电平输出至计数器22。计数器22基于运算电路处理后的电平进行量化处理。
计数器22进行量化处理之前的第一时间段T1内,控制单元使开关电路处于连通状态。所述第一时间段T1包括:基于复位电平Vrst进行量化处理之前的时间段,或基于像素电平Vsig进行量化处理之前的时间段。作为开关电路处于连通状态的可实现方式:在第一时间段T1的开始时间,第一开关S1 和第二开关S2均由断开状态变为连通状态,并在第一时间段T1内始终处于连通状态。
计数器22受使能信号cnt_en的控制,使能信号cnt_en的有效电平期间计数器22进行量化处理。以有效电平为高电平为例,使能信号cnt_en的高电平开始时间(上升沿),即为量化处理的开始时间。
所述量化处理之前的时间段,除了包括第一时间段T1,还包括第二时间段T2。第二时间段T2的开始时间与第一时间段T1的结束时间相同,第二时间段T2的结束时间与使能信号cnt_en的高电平开始时间(上升沿)相同。在本实施中,开始或结束时间相同表示两个时间段在时域上连续。所述第二时间段T2包括:基于复位电平Vrst进行量化处理之前的时间段,或基于像素电平Vsig进行量化处理之前的时间段。
控制单元可以在第二时间段T2内使开关电路始终处于断开状态。作为开关电路处于断开状态的可实现方式:在第一时间段T1的开始时间,第一开关 S1由连通状态变为断开状态,并在第二时间段T2内始终保持断开状态,积分阶段的结束时间由第一开关S1下降沿(由连通状态变为断开状态)确定;而第二开关S2先保持连通状态、再由连通状态变为断开状态。在本实施例中第二开关S2迟于第一开关S1进入断开状态,是因为:若第二开关S2先于第一开关S1进入断开状态,则在第二开关S2处于断开状态而第一开关S1处于连通状态期间,比较器21的负相输入端Vn的电荷可能发生改变,而这个改变是不可控的。
详细来说,当运算电路处理复位电平Vrst时,在第一时间段T1的开始时间,第一开关S1由断开状态变为连通状态,并在第一时间段T1内保持连通状态,然后在第一时间段T1的结束时间由连通状态变为断开状态,并在第二时间段T2内保持断开状态。
当运算电路处理复位电平Vrst时,在第一时间段T1的开始时间,第二开关S2由断开状态变为连通状态,并在第一时间段T1内保持连通状态,然后在第二时间段T2内,先保持连通状态,再由连通状态变为断开状态。
当运算电路处理像素电平Vsig时,在第一时间段T1的开始时间,第一开关S1由断开状态变为连通状态,并在第一时间段T1内保持连通状态,然后在第一时间段T1的结束时间由连通状态变为断开状态,并在第二时间段 T2内保持断开状态。
当运算电路处理复位电平Vsig时,在第一时间段T1的开始时间,第二开关S2由断开状态变为连通状态,并在第一时间段T1内保持连通状态,然后在第二时间段T2内,先保持连通状态,再由连通状态变为断开状态。
第一开关S1和第二开关S2均处于连通状态时,比较器21和积分子电路组合成的积分电路,积分电路输入端输入复位电平Vrst或像素电平Vsig,并对复位电平Vrst或像素电平Vsig进行积分处理。第一开关S1和第二开关S2 中的至少一个处于断开状态时,比较器21和积分子电路无法组合成积分电路,比较器21和计数器22基于复位电平Vrst或像素电平Vsig进行量化处理。在量化处理的过程中,开关电路始终处于断开状态。具体的,在基于复位电平 Vrst和像素电平Vsig的量化处理过程中,第一开关S1、第二开关S2均处于断开状态。
本实施例还包括对第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5的控制方式。
具体的,在运算电路处理复位电平Vrst时,控制单元在第一时间段T1的开始时间,使第三开关S3和第四开关S4均由断开状态变为连通状态;在第一时间段T1内,使第三开关S3先处于连通状态、再由连通状态变为断开状态,使第四开关S4先处于连通状态、再由连通状态变为断开状态,但第四开关S4由连通状态变为断开状态的时间点先于第三开关S3由连通状态变为断开状态的时间点;在第二时间段T2内,第三开关S3和第四开关S4均保持断开状态。
在本实施例中,第四开关S4由连通状态变为断开状态的时间点先于第三开关S3由连通状态变为断开状态的时间点,这样可以保证第四开关S4断开时积分电路仍处于复位状态,第四开关S4断开时产生的电荷注入会反应到比较器21的输出端Vo。
在运算电路处理像素电平Vsig时,控制单元在第一时间段T1的开始时间,使第三开关S3由断开状态变为连通状态;在第一时间段T1内,使第三开关S3先处于连通状态、再由连通状态变为断开状态,使第四开关S4保持断开状态;在第二时间段T2内,第三开关S3和第四开关S4均保持断开状态。
作为第五开关S5的控制方式:控制单元在第一时间段T1内使第五开关 S5始终处于断开状态;在第二时间段T2内,使所述第五开关S5先保持断开状态、再由断开状态变为连通状态;在量化过程中,使第五开关S5始终处于连通状态。
较佳的,第五开关S5由断开状态变为连通状态(上升沿)的时刻迟于第二开关S2由连通状态变为断开状态(下降沿)的时刻。若第二开关S2的下降沿迟于第五开关S5的上升沿,就存在第二开关S2和第五开关S5同时处于连通状态的情况,那么基准电压VCM和比较器21的输出端Vo就会互拉电流,破坏比较器21的工作状态,增加额外的建立时间,甚至有可能破坏比较器21的负相输入端Vn存储的电荷。
下面结合图3和4,对上述实施例的工作过程进行详细说明。
图4中各个标识所对应的波形,分别表示图3中与之相同标识的端口信号、开关状态或MOS管的控制信号,本领域技术人员可以完全理解,此处不做严格界定。
复位管信号RST和传输管信号TX为高电平脉冲时,第一NMOS管N1 和第二NMOS管N2导通,像素电源电压VDDPIX对光电转换单元PD进行复位。
复位管信号RST再次为高电平脉冲时,选择信号SEL也变为高电平,第一NMOS管N1、第三NMOS管N3、第四NMOS管N4均导通,对位线bit-line 进行电压复位。复位管信号RST的高电平脉冲结束后,位线bit-line输出复位电平Vrst。
接着,控制单元使第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关 S4由断开状态变为连通状态。处于连通状态的第四开关S4将复位电平Vrst 采样保存在第二电容C2上,此时,斜坡信号Vramp保持在上基准电压恒定不变,此时整个系统处于积分复位阶段,Vp=Vn=Vo=Vrst(图3中相同附图标记的电压)。
紧接着,对复位电平Vrst的积分阶段开始。由于输入位线bit-line和比较器21的负相输入端Vn的电平都是复位电平Vrst,因此积分电流为零,比较器21的输出端Vo的电平保持不变,直到第一开关S1由连通转态变为断开状态,对复位电平Vrst的积分阶段结束。对复位电平Vrst的积分时间Tint1从图4中波形S3下降沿开始到波形S1下降沿结束。
实际上,此阶段还是存在噪声和失调的,积分电路会对这些非理想信号进行积分放大,但是在信号积分阶段也同样存在这些非理想信号,两次做相关双采样(CDS)会将其中绝大部分消除掉,为简化起见,此处描述排除非理想因素的干扰。
接下来,第二开关S2由连通状态变为断开状态,第五开关S5由断开状态变为连通状态,第一电容C1的下极板接到基准电压VCM(外部电平),整个系统进入量化模式。
基准电压VCM的电压值比复位电平Vrst的电压值低一点,当第五开关 S5处于连通状态时,比较器21的负相输入端Vn的电平从复位电平Vrst下降到基准电压VCM,保证比较器21的负相输入端Vn电压落在比较器21的正相输入端Vp电压变动的范围内(Vramp)。此时,比较器21的负相输入端 Vn的电压为在基准电压VCM,比较器21的正相输入端Vp的电压为复位电平Vrst,比较器21的负相输入端Vn的电压小于比较器21的正相输入端Vp,比较器21输出高电平。
然后,计数器22的使能信号cnt_en进入有效电平,斜坡信号Vramp信号从上基准电压往下基准电压线性变化,计数器22开始计数。直到比较器21 的负相输入端Vn的电压大于比较器21的正相输入端Vp的电压时,比较器 21输出低电平,计数器22结束计数,基于复位电平Vrst的量化过程结束,所述量化时间等于Trst。
基于复位电平Vrst的量化过程结束后,传输管信号TX再次输出高电平脉冲,光电转换单元PD中感应电荷输出至位线bit-line,位线bit-line输出像素电平Vsig。第二电容C2存储的电荷在基于复位电平Vrst的量化过程中并没发生变化,所以,当斜坡信号Vramp回到上基准电压时,比较器21的正相输入端Vp仍然保持在复位电平Vrst。
与对复位电平Vrst的积分阶段的操作相似,控制单元使第一开关S1、第二开关S2处于连通状态,开始对像素电平Vsig进行积分前的复位,此时 Vp=Vn=Vo=Vrst(图3中相同附图标记的电压)。
紧接着,第三开关S3由连通状态变为断开状态,对像素电平Vsig的积分阶段开始,由于此时输入位线bit-line的像素电平Vsig小于比较器21的负相输入端Vn的电平,因此积分电流从比较器21的输出端Vo流向比较器21 的负相输入端Vn,比较器21的输出端Vo的输出电平开始升高,直到第一开关S1由连通状态变为断开状态,对像素电平Vsig的积分阶段结束。对像素电平Vsig的积分时间Tint从图3中波形S3下降沿开始到波形S1下降沿结束。比较器21的输出端Vo升高的电压Vint等于(Vrst-Vsig)*积分电路的增益。
接下来,使第二开关S2处于断开状态、第五开关S5处于连通状态,第一电容C1的下极板接到基准电压VCM,整个系统再次进入量化模式。与之前类似,此处不再赘述。基于像素电平Vsig的量化时间为Tsig。将基于复位电平Vrst的量化时间Trst和基于像素电平Vsig的量化时间Tsig相减,即 Tsig-Trst就是最终的量化结果。
本实施例积分电路在对输入信号进行积分的过程中,不仅放大了输入信号,也放大了噪声信号。假设积分电路的增益为4,输入信号幅度为Vin,输入端噪声为Vn。经过积分电路,信号被放大输出为4*Vin;而对于随机噪声,其能量会被积分器放大4倍,即输出噪声能量为4*Vn^2,噪声电压为2*Vn。可以看出,对于输入端的信噪比,SNR=Vin/Vn;对于输出端Vo,其信噪比= (4*Vin)/(2*Vn)=2*Vin/Vn。显然,输出端Vo的信噪比是输入端的2倍。
在上述积分阶段,第一开关S1和第二开关S2处于连通状态,比较器21 作为运算放大器工作,理想情况下,其积分时间常数为第一电阻R1的电阻值 R*第一电容C1的电容值C。也就是说,如果控制积分时间等于RC,积分电路输出等于输入,积分电路的增益为1;如果控制积分时间等于2*RC,积分电路输出等于2倍的输入,积分电路的增益为2,以此类推。
积分时间可以由第一开关S1和第三开关S3控制。在积分阶段开始,第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3处于连通状态,对积分电路复位,此时积分电路的输出Vo=Vn=Vp。接着第三开关S3处于断开状态,积分阶段开始,如果积分电路的输入端电压(位线bit-line的电压)低于比较器21的负相输入端Vn,第一电阻R1中会产生电流,对于比较器21的负相输入端Vn进行放电,由于运算放大器的虚地作用,比较器21的输出端Vo通过第一电容 C1对比较器21的负相输入端Vn进行充电,以确保比较器21的负相输入端 Vn电压不变。直到第一开关S1变为断开状态,积分停止,积分时间就是第三开关S3变为断开状态到第一开关S1变为断开状态之间的时间。
积分完成后,此时第一开关S1、第三开关S3、第四开关S4、第五开关 S5均为断开状态,第二开关S2由连通状态转向断开状态。此时第一电容C1 的上极板是悬空的,没有充放电路径,即便断开第二开关S2,第一电容C1 存储的电荷也会保持不变。接着,使第五开关S5处于连通状态,第一电容 C1下极板电压由Vo变成基准电压VCM,其上极板电压变成VCM-Vo,以保证第一电容C1存储的电荷不变。从此时开始,整个系统进入量化模式,运算放大器作为开环比较器工作。此时,由于比较器21的负相输入端Vn小于比较器21的正相输入端Vp的电压,比较器输出高电平。斜坡信号Vramp开始从上基准电压往下基准电压线性变化,直到比较器21的负相输入端Vn大于比较器21的正相输入端Vp的电压,比较器21输出低电平,此次量化结束。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (19)

1.一种运算电路,其特征在于,包括:比较器、积分子电路和开关电路;
所述开关电路,适于在连通状态下将所述比较器和积分子电路组合成积分电路;
所述积分子电路包括:第一电阻和第一电容,所述开关电路包括:第一开关和第二开关;
所述第一电阻的第一端连接所述运算电路的输入端,所述第一电阻的第二端连接所述第一开关的第一端;
所述第一开关的第二端连接所述比较器的负相输入端和第一电容的第一端;
所述第一电容的第二端连接所述第二开关的第一端;
所述第二开关的第二端连接所述比较器的输出端。
2.如权利要求1所述的运算电路,其特征在于,还包括:第五开关;
所述第五开关的第一端连接所述第一电容的第二端。
3.如权利要求1所述的运算电路,其特征在于,还包括:第二电容;
所述第二电容的第一端连接所述比较器的正相输入端。
4.如权利要求1所述的运算电路,其特征在于,还包括:第三开关;
所述第三开关的第一端连接所述比较器的负相输入端,所述第三开关的第二端连接所述比较器的输出端。
5.如权利要求1所述的运算电路,其特征在于,还包括:第四开关;
所述第四开关的第一端连接所述运算电路的输入端,所述第四开关的第二端连接所述比较器的正相输入端。
6.一种图像传感器的读出电路,所述图像传感器适于输出复位电平或像素电平,其特征在于,所述读出电路包括:运算电路、计数器和控制单元;
所述运算电路适于处理所述复位电平或像素电平,并将处理后的电平输出至计数器;
所述运算电路包括:比较器、积分子电路、开关电路;
所述开关电路适于在连通状态下将所述比较器和积分子电路组合成积分电路,所述积分电路的输入端适于输入所述复位电平或像素电平,所述积分电路的输出端连接所述计数器;
所述计数器,适于基于所述运算电路处理后的电平进行量化处理;
所述控制单元,适于在所述量化处理之前的第一时间段内使所述开关电路始终处于连通状态;
所述积分子电路包括:第一电阻和第一电容,所述开关电路包括第一开关和第二开关;
所述第一电阻的第一端连接所述运算电路的输入端,所述第一电阻的第二端连接所述第一开关的第一端;
所述第一开关的第二端连接所述比较器的负相输入端和第一电容的第一端;
所述第一电容的第二端连接所述第二开关的第一端;
所述第二开关的第二端连接所述比较器的输出端;
所述控制单元,适于在所述第一时间段内使所述第一开关和第二开关始终处于连通状态。
7.如权利要求6所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元,还适于在第二时间段内使所述开关电路始终处于断开状态;
所述第二时间段的开始时间与所述第一时间段的结束时间相同,所述第二时间段的结束时间与所述量化处理的开始时间相同。
8.如权利要求7所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元还适于输出所述计数器的使能信号,所述使能信号的有效电平开始时间与所述第二时间段的结束时间相同。
9.如权利要求6所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元,还适合在对所述量化处理的过程中使所述开关电路始终处于断开状态。
10.如权利要求6所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元,还适于在第二时间段内使所述第一开关始终处于断开状态,使所述第二开关先保持连通状态、再由连通状态变为断开状态;
所述第二时间段的开始时间与所述第一时间段的结束时间相同,所述第二时间段的结束时间与所述量化处理的开始时间相同。
11.如权利要求6所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,还包括:第五开关;
所述第五开关的第一端连接所述第一电容的第二端,所述第五开关的第二端适于输入基准电压;
所述控制单元,还适于在所述第一时间段内使所述第五开关始终处于断开状态;在所述量化过程中,使所述第五开关始终处于连通状态;在第二时间段内,使所述第五开关先保持断开状态、再由断开状态变为连通状态;所述第二时间段的开始时间与所述第一时间段的结束时间相同,所述第二时间段的结束时间与所述量化处理的开始时间相同。
12.如权利要求11所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元,还适于在所述第二时间段内使所述第二开关先保持连通状态、再由连通状态变为断开状态,所述第五开关由断开状态变为连通状态的时刻迟于所述第二开关由连通状态变为断开状态的时刻。
13.如权利要求6所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,还包括:第二电容;
所述第二电容的第一端连接所述比较器的正相输入端,所述第二电容的第二端适于输入斜坡信号。
14.如权利要求13所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元还适于输出所述计数器的使能信号,所述使能信号有效电平的开始时间与所述斜坡信号由恒定电压开始增大或减小的时刻相同。
15.如权利要求6所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,还包括:第三开关;
所述第三开关的第一端连接所述比较器的负相输入端,所述第三开关的第二端连接所述比较器的输出端;
所述控制单元,还适于在所述第一时间段内使所述第三开关先处于连通状态、再由连通状态变为断开状态。
16.如权利要求15所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元,还适于在第二时间段内使所述第三开关始终处于断开状态;
所述第二时间段的开始时间与所述第一时间段的结束时间相同,所述第二时间段的结束时间与所述量化处理的开始时间相同。
17.如权利要求6所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,还包括:第四开关;
所述第四开关的第一端连接所述运算电路的输入端,所述第四开关的第二端连接所述比较器的正相输入端;
所述控制单元,还适于在所述运算电路处理所述复位电平时,在所述第一时间段内使所述第四开关先处于连通状态、再由连通状态变为断开状态;在对所述运算电路处理所述像素电平,在所述第一时间段内使所述第四开关始终处于断开状态。
18.如权利要求17所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元,还适于在第二时间段内使所述第四开关始终处于断开状态;
所述第二时间段的开始时间与所述第一时间段的开始时间相同,所述第二时间段的结束时间与所述量化处理的开始时间相同。
19.如权利要求6所述的图像传感器的读出电路,其特征在于,所述控制单元还适于输出所述计数器的使能信号,所述使能信号的有效电平开始时间迟于所述第一时间段的结束时间。
CN202110226856.0A 2021-03-01 2021-03-01 运算电路和图像传感器的读出电路 Active CN112969042B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110226856.0A CN112969042B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 运算电路和图像传感器的读出电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110226856.0A CN112969042B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 运算电路和图像传感器的读出电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112969042A CN112969042A (zh) 2021-06-15
CN112969042B true CN112969042B (zh) 2022-12-06

Family

ID=76276061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110226856.0A Active CN112969042B (zh) 2021-03-01 2021-03-01 运算电路和图像传感器的读出电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112969042B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7796069B2 (en) * 2008-02-06 2010-09-14 02Micro International Limited Analog to digital converters
KR102170619B1 (ko) * 2014-07-03 2020-10-28 삼성전자주식회사 이미지 센서와 이를 포함하는 장치
CN106462309B (zh) * 2016-09-27 2019-12-17 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容感测电路
CN210016452U (zh) * 2019-02-26 2020-02-04 深圳大学 电压数字转换器的控制电路及电阻传感器读出电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN112969042A (zh) 2021-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102710988B1 (ko) 단일­슬로프 adc에서 리셋 확산 감소용 능동 리셋 회로
US10250826B2 (en) Image sensors having extended dynamic range
CN106470322B (zh) 减轻图像传感器的列固定图案噪声的读出电路
US9288415B2 (en) Solid-state imaging apparatus and imaging system
US8605178B2 (en) Solid-state imaging apparatus and method for driving the same
US9807323B2 (en) Pixel circuit with constant voltage biased photodiode and related imaging method
RU2420019C1 (ru) Твердотельное устройство фиксации изображений, система фиксации изображений и способ возбуждения твердотельного устройства фиксации изображений
US6518910B2 (en) Signal processing apparatus having an analog/digital conversion function
JP5524028B2 (ja) 固体撮像装置
US8068155B2 (en) Solid-state image sensor and driving method thereof, and image sensor
US8305474B2 (en) Analog-to-digital conversion in image sensors
US10257451B2 (en) Comparison device and CMOS image sensor using the same
JP2017147663A (ja) 固体撮像装置及び画像読み取り装置
US9267840B2 (en) Photoelectric conversion apparatus that amplifies reference voltages corresponding to pixel signals of different colors at different gains
US8634008B2 (en) Imaging signal processing methods and apparatus
US20120006973A1 (en) Image sensor with sample and hold circuitry for addressing time variant noise
US9374545B2 (en) Amplifier adapted for CMOS imaging sensors
US10811448B2 (en) Solid-state imaging device
US9018574B2 (en) Driving an image apparatus by simultaneous application of two reset voltages
US9774808B2 (en) Driving method for photoelectric conversion apparatus, photoelectric conversion apparatus, and imaging system
CN112969042B (zh) 运算电路和图像传感器的读出电路
JP2020088858A (ja) 低バンディングノイズのための比較装置及びそれによるcmosイメージセンサ
US20100033601A1 (en) Solid-state imaging device with a sensor core unit and method of driving the same
KR20160121996A (ko) 전류 제어 기능을 가지는 픽셀 바이어싱 장치 및 그에 따른 씨모스 이미지 센서
US20180227518A1 (en) Pixel circuit with constant voltage biased photodiode and related imaging method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant