CN210804503U

CN210804503U - 计数器电路及像素数据转换电路

Info

Publication number: CN210804503U
Application number: CN201921651564.6U
Authority: CN
Inventors: 裴学用
Original assignee: Shenzhen BYD Microelectronics Co Ltd
Current assignee: BYD Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2019-09-29
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2029-09-29

Abstract

本实用新型公开了一种计数器电路及像素数据转换电路。其中，计数器电路，包括：计数芯片，计数芯片具有比较器输出结果接收端和同或门输入控制端；开关组件，开关组件包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关的一端均与输出端相连；同或门，同或门的第一输入端通过存储器与第一开关的另一端相连，同或门的第二输入端与第二开关的另一端相连，同或门的输出端与同或门输入控制端相连。本实用新型的计数器电路可以有效提升像素数据的转换效率，并且具有像素数据的转换准确可靠的优点。

Description

计数器电路及像素数据转换电路

技术领域

本实用新型涉及图像处理技术领域，特别涉及一种计数器电路及像素数据转换电路。

背景技术

CIS图像传感器(CMOS image sensors)由于功耗低，且可以在同一颗芯片上集成sensor和读出电路等优点，因此广泛应用。CIS一般由像素(pixel)阵列及相应的读出电路组成。由于追求高分辨率CIS，pixel阵列越来越大，从而需要处理的数据越来越多，导致CIS的高帧率实现困难。

模数转换器ADC(Analog-to-Digital Converter)作为读出电路的一部分，在CIS中不可或缺，本文中涉及的是现在较流行的单斜率ADC。ADC是每列都有一个ADC做读出电路。相关技术中的ADC电路如图3所示，工作过程如下：所有列比较器(Comp)共用同一个斜波信号产生电路(Vramp Gen)的输出做输入。Pixel输出与Vramp Gen的输出在相应的Comp中完成比较，比较结果控制Counter，完成对Pixel输出的转换。

然而，由于版图寄生及器件制作误差的存在，不同列COMP间存在差异，从而引起固定模式噪声(FPN)，也就是说，导致当pixel输出相同时，不同列的ADC量化结果不一样。为了消除COMP引起的FPN，相关技术中，在量化一个pixel时，量化两次，其中一次量化的是与pixel输出无关的v0，第二次量化的是pixel的输出vp与v0的和。两次结果相减得到pixel的输出量化结果。由于每个pixel都需量化两次，所以需要的量化时间很长，导致提高CIS的帧率受到限制。

发明内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种计数器电路。该计数器电路可以有效提升像素数据的转换效率，并且具有像素数据的转换准确可靠的优点。

本实用新型的第二个目的在于提出一种像素数据转换电路。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面公开了一种计数器电路，包括：计数芯片，所述计数芯片用于记录从斜波信号开始下降到比较器输出翻转之间所用的时间，并将所述时间转换成时钟周期数，并通过输出端以二进制的形式输出，所述计数芯片具有比较器输出结果接收端和同或门输入控制端；开关组件，所述开关组件包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关的一端均与所述输出端相连；同或门，所述同或门的第一输入端通过存储器与所述第一开关的另一端相连，所述同或门的第二输入端与所述第二开关的另一端相连，所述同或门的输出端与所述同或门输入控制端相连。

根据本实用新型的计数器电路，可以有效提升像素数据的转换效率，并且具有像素数据的转换准确可靠的优点。

本实用新型的第二方面公开了一种像素数据转换电路，包括：斜波信号产生电路；比较器，所述比较器的第一输入端与所述斜波信号产生电路相连，所述比较器的第二输入端与像素单元相连，以接收像素数据；计数器电路，所述计数器电路为根据上述的第一方面所述的计数器电路。该像素数据转换电路可以有效提升图像的量化速度，且具有图像量化结果准确可靠的优点。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的计数器电路的示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的像素数据转换电路的示意图；

图3是相关技术中的像素数据转换电路的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合附图描述根据本实用新型实施例的计数器电路及像素数据转换电路。

图1是根据本实用新型一个实施例的计数器电路的示意图。

如图1所示，根据本实用新型一个实施例的计数器电路100，包括：计数芯片110、开关组件120和同或门130。其中，计数器电路100可以为多个，每个计数器电路100用于处理一个像素单元发送的像素数据，例如，在图1中，示出了包括三个依次相连的计数器电路100。

其中，计数芯片110用于记录从斜波信号开始下降到比较器输出翻转之间所用的时间，并将该时间转换成时钟周期数，并通过输出端Q以二进制的形式输出，计数芯片110具有比较器输出结果接收端LOCK和同或门输入控制端set1。开关组件120包括第一开关SC和第二开关SP，第一开关SC和第二开关SP的一端均与输出端Q相连。同或门130的第一输入端通过存储器(如：Latch)与第一开关SC的另一端相连，同或门130的第二输入端与第二开关SP的另一端相连，同或门130的输出端与同或门输入控制端set1相连。

如图1所示，计数芯片110还包括时钟信号输入端CK，以接收输入时钟。

在具体示例中，计数器电路还可包括：第一开关控制器(图1中没有示出)，用于控制开关组件120的通断。

本实用新型实施例的计数器电路，可以有效提升像素数据的转换效率，并且具有像素数据的转换准确可靠的优点。

图2是根据本实用新型一个实施例的像素数据转换电路的示意图。如图2所示，并结合图1，根据本实用新型一个实施例的像素数据转换电路，包括：斜波信号产生电路210、比较器220和计数器电路100。

其中，比较器220的第一输入端与斜波信号产生电路210相连，比较器220的第二输入端与像素单元Pixel相连，以接收像素数据。结合图2所示，比较器220的第二输入端通过第三开关S1与像素单元Pixel相连。如图2所述，还包括：参考信号产生电路230，参考信号产生电路230通过第四开关S0与比较器220的第二输入端相连。

当然，在具体示例中，像素数据转换电路，还可包括：第二开关控制器(图2中没有示出)，以控制第三开关S1和第四开关S0的通断。

以下结合附图1和附图2对本实用新型实施例的像素数据转换电路的工作原理进行说明。

其中，像素数据转换电路的核心为在每帧图像转换前，先转换一行参考行，该参考行信号(即：参考信号产生电路230产生的参考行信号)例如全为低电平信号‘0’，并将转换结果储存下来。在转换正常的pixel(即：像素数据)输出时，相应地减掉参考行对应列的量化结果。从而对每个pixel量化时只需转换一次，从而，可以大幅减少所需的量化时间，从而提高帧率。具体的工作过程如下：

如图1所示，并结合图2，第一步：首先，第四开关S0导通，选中参考行作为比较器220的输入，进行量化。图2中的CD信号有效，将计数芯片110置零，第一开关SC和第二开关SP关断，set1被置无效，斜波信号产生电路210开始下降的同时，计数芯片110开始计数，当Comp_out翻转时，计数芯片110停止计数，完成对参考行的量化。之后，第一开关SC导通，将量化结果储存在相应的Latch(即：存储器)里。接着第一开关SC断开。

第二步：第三开关S1导通，选中正常的pixel作为比较器220的输入，进行量化。CD信号有效，将计数芯片110置零，然后第二开关SP导通，set1被置为可被同或门13-输出控制，将latch里的值与‘0’通过同或门130做对比，如果相同则控制set1，将该DATA<*>置‘1’，如果不同，则该DATA<*>依然为‘0’。之后，第二开关SP断开且set1被置无效，使得计数芯片110可以正常计数。接着斜波信号产生电路210开始下降，同时计数芯片110开始计数，直到comp_out翻转，计数芯片110停止计数。完成量化。此时的结果已经减去了参考行的量化结果，因此，得到pixel输出的最终量化结果。

第三步：最后将pixel输出的最终量化结果进行输出，例如：读取到数字电路做后续处理。重复第二步和第三步，直至完成对整幅图像的量化。

根据本实用新型实施例的像素数据转换电路，可以有效提升图像的量化速度，且具有图像量化结果准确可靠的优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种计数器电路，其特征在于，包括：

计数芯片，所述计数芯片用于记录从斜波信号开始下降到比较器输出翻转之间所用的时间，并将所述时间转换成时钟周期数，并通过输出端以二进制的形式输出，所述计数芯片具有比较器输出结果接收端和同或门输入控制端；

开关组件，所述开关组件包括第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关的一端均与所述输出端相连；

同或门，所述同或门的第一输入端通过存储器与所述第一开关的另一端相连，所述同或门的第二输入端与所述第二开关的另一端相连，所述同或门的输出端与所述同或门输入控制端相连。

2.根据权利要求1所述的计数器电路，其特征在于，还包括：第一开关控制器，用于控制所述开关组件的通断。

3.根据权利要求1所述的计数器电路，其特征在于，所述计数芯片还包括时钟信号输入端，以接收输入时钟。

4.一种像素数据转换电路，其特征在于，包括：

斜波信号产生电路；

比较器，所述比较器的第一输入端与所述斜波信号产生电路相连，所述比较器的第二输入端与像素单元相连，以接收像素数据；

计数器电路，所述计数器电路为根据权利要求1-3任一项所述的计数器电路。

5.根据权利要求4所述的像素数据转换电路，其特征在于，所述比较器的第二输入端通过第三开关与所述像素单元相连。

6.根据权利要求5所述的像素数据转换电路，其特征在于，还包括：参考信号产生电路，所述参考信号产生电路通过第四开关与所述比较器的第二输入端相连。

7.根据权利要求6所述的像素数据转换电路，其特征在于，还包括：

第二开关控制器，以控制所述第三开关和所述第四开关的通断。