TW202348022A - 局部斜坡緩衝電路中之斜坡穩定輔助電路 - Google Patents

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Abstract

一種斜坡緩衝電路包含具有經耦合以接收一斜坡信號之一輸入之一輸入裝置。一偏壓電流源耦合至該輸入裝置之一輸出。該輸入裝置及該偏壓電流源耦合於一電源線與接地之間。一輔助電流源耦合於該輸入裝置之該輸出與接地之間。該輔助電流源經組態以僅在於該斜坡信號中產生之一斜坡事件期間將一輔助電流自該輸入裝置之該輸出傳導至接地。

Description

局部斜坡緩衝電路中之斜坡穩定輔助電路
本揭露一般而言係關於影像感測器，且特定而言(但非排他性地)係關於一影像感測器中之一斜坡產生器。
影像感測器已變得無所不在且現在廣泛地用於數位相機、蜂巢式電話、安全相機中以及醫療、汽車及其他應用中。隨著影像感測器整合至一更寬廣範圍之電子裝置中，透過裝置架構設計以及影像獲取處理兩者以儘可能多之方式來增強影像感測器之功能性、效能度量及諸如此類(例如 ，解析度、功率消耗、動態範圍等)係合意的。用於製造影像感測器之技術一直繼續快速地發展。舉例而言，對較高解析度及較低功率消耗之需求已促進了此等裝置之進一步小型化及整合。
一典型的互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器回應於來自一外部場景之影像光入射於該影像感測器上而操作。該影像感測器包含具有光敏元件(例如 ，光電二極體)之一像素陣列，該等光敏元件吸收入射影像光之一部分並在吸收影像光後即刻產生影像電荷。由像素光生之影像電荷可作為行位元線上隨入射影像光而變之類比輸出影像信號來量測。換言之，所產生之影像電荷量與影像光之強度成比例，該等影像電荷作為類比信號自行位元線讀出且被轉換成數位值以產生表示外部場景之數位影像(亦即，影像資料)。
在CMOS影像感測器(CIS)中通常使用類比轉數位轉換器(ADC)以透過影像感測器將電荷轉換成電荷之一數位表示。ADC基於一影像電荷信號與一參考電壓信號之一比較而產生電荷之數位表示。習用地，該參考電壓信號可為由一斜坡產生器提供之一斜坡信號，且習用地，該比較可係由一比較器執行，該比較器提供可與一計數器一起使用以產生影像電荷之數位表示之一輸出。
應瞭解，由斜坡產生器產生並由比較器接收之斜坡信號之斜坡穩定時間或延遲可限制影像感測器之最大圖框速率。因此，減少由比較器接收之斜坡信號之斜坡穩定時間可提高最大圖框速率且因此提高影像感測器之效能。
本文中闡述針對包含一讀出電路之一成像系統之實例，該讀出電路具有包含在局部斜坡緩衝電路中之斜坡穩定輔助電路。在以下說明中，陳述眾多特定細節以提供對實例之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認識到，本文中所闡述之技術可在不具有特定細節中之一或多者之情況下實踐或者可藉助其他方法、組件、材料等來實踐。在其他例項中，未詳細展示或闡述眾所周知之結構、材料或操作以避免使特定態樣模糊。
在本說明書通篇中對「一項實例」或「一項實施例」之提及意指結合該實例所闡述之一特定特徵、結構或特性包含在本發明之至少一項實例中。因此，在本說明書通篇之各個位置中，片語「在一項實例中」或「在一項實施例中」之出現未必全部指代同一實例。此外，在一或多項實例中可以任何適合方式組合該等特定特徵、結構或特性。
為便於說明，本文中可使用諸如「底下」、「下面」、「上方」、「下方」、「上面」、「上部」、「頂部」、「底部」、「左」、「右」、「中心」、「中間」及諸如此類的空間相對術語來闡述如各圖中所圖解說明之一個元件或特徵相對於另一(些)元件或特徵之關係。將理解，除了圖中繪示之定向外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作時之不同定向。舉例而言，若將各圖中之裝置旋轉或翻轉，則闡述為「在」其他元件或特徵「下面」或「底下」或者「下方」之元件將然後定向為「在」其他元件或特徵「上面」。因此，例示性術語「下面」及「下方」可涵蓋上面及下面之一定向兩者。裝置可按其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)且可相應地解釋本文中所使用之空間相對描述符。另外，亦將理解，當一元件被稱為「在」兩個其他元件「之間」時，該元件可為該兩個其他元件之間的唯一元件或者亦可存在一或多個介入元件。
貫穿本說明書，使用數個技術術語。此等術語將呈現其在其所屬領域中之普通含義，除非本文中另外具體定義或其使用之內容脈絡將另外清晰地暗示。應注意，在本文件通篇中，元件名稱及符號可互換使用(例如 ，Si與矽)；然而，其兩者具有相同含義。
如將論述，闡述包含一讀出電路之一成像系統之各種實例，該讀出電路具有包含在局部斜坡緩衝電路中之低功率斜坡穩定輔助電路。在各種實例中，一斜坡產生器經組態以產生一系統層級斜坡信號，該系統層級斜坡信號經耦合以由讀出電路中所包含之類比轉數位轉換器接收。每一類比轉數位轉換器包含一比較器，該比較器經耦合以自一像素陣列之行位元線接收類比影像資料且透過一局部斜坡緩衝電路接收斜坡信號。在實例中，一低功率斜坡穩定輔助電路包含一輔助電流源，該輔助電流源包含在每一局部斜坡緩衝器中且耦合於局部斜坡緩衝電路之輸出與接地之間。在實例中，低功率斜坡穩定輔助電路提供自局部斜坡緩衝電路之輸出至接地之一輔助電流，該輔助電流在輸出局部斜坡緩衝電路之一斜坡事件或一斜坡相位期間被開通。出於本揭露之目的，應瞭解，輸出斜坡信號之一斜坡事件係期間斜坡信號連續減小之時間。在另一實例中，應瞭解，輸出斜坡信號之斜坡事件亦可視為期間斜坡信號連續增大之時間。根據本發明之教示，耦合至局部斜坡緩衝電路之輸出之一輸出電容器由輔助電流充電，此因此減少因局部斜坡緩衝電路之輸出之負載導致之斜坡信號之斜坡穩定時間延遲，從而改良最大圖框速率及影像感測器效能。另外，在各種實例中，電源線電流中之電荷亦因低功率斜坡穩定輔助電路在斜坡事件期間啟動且在斜坡事件之前撤銷啟動而降低。根據本發明之教示，由於低功率斜坡穩定輔助電路係耦合於接地與局部斜坡緩衝電路之輸出之間且輸出電容器之充電電流係自低功率斜坡穩定輔助電路供應，因此在斜坡事件期間局部斜坡緩衝電路之輸出與接地之間的電容不會導致電源線電流改變。
為了圖解說明， 圖 1展示根據本發明之教示之包含一讀出電路之一成像系統100之一項實例，該讀出電路包括包含在局部斜坡緩衝電路中之低功率斜坡穩定輔助電路。如所圖解說明之實例中所展示，成像系統100包含一像素陣列102、一控制電路110、一讀出電路106及功能邏輯108。在一項實例中，像素陣列102係包含複數個像素電路104 (例如 ，P1、P2、…、Pn)之一個二維(2D)陣列，該複數個像素電路佈置成若干列(例如 ，R1至Ry)及若干行(例如 ，C1至Cx)以獲取一人、地方、物體等之影像資料，該影像資料然後可用於再現一人、地方、物體等之一影像 。
在各種實例中，每一像素電路104可包含經組態以回應於入射光而光生影像電荷之一或多個光電二極體。在每一光電二極體中產生之影像電荷被轉移至包含在每一像素電路104中之一浮動擴散部，該浮動擴散部被轉換成一影像信號且然後由讀出電路106透過行位元線112自每一像素電路104讀出。在各種實例中，讀出電路106可沿著讀出行位元線112 (所圖解說明)一次讀出一列影像資料或可使用多種其他技術(未圖解說明)讀出影像資料，諸如一串列讀出或同時一全並列讀出所有像素電路104。
在各種實例中，讀出電路106可包含放大電路系統、一類比轉數位轉換器(ADC)或其他。在所繪示實例中，ADC 118包含經耦合以透過行位元線112自像素陣列102接收影像信號之一比較器電路116。在一項實例中，比較器電路116可包含經耦合以透過位元線112接收影像信號之複數個比較器。在實例中，包含在比較器電路116中之比較器中之每一者亦經耦合以自一斜坡產生器114接收一斜坡信號140，如所展示。在各種實例中，比較器中之每一者經耦合以透過一局部斜坡緩衝電路接收斜坡信號140。包含在比較器電路116中之每一比較器可用於基於斜坡信號140與透過位元線112接收之影像信號電壓位準之一比較而使用一計數器來判定影像信號之一數位表示。如將論述，在各種實例中，每一局部斜坡緩衝電路包含一低功率斜坡穩定輔助電路，該低功率斜坡穩定輔助電路減少斜坡信號140之斜坡穩定時間或延遲以提高最大圖框速率且因此改良根據本發明之教示之成像系統100之效能。
在實例中，由ADC 118產生之數位影像資料值可然後由功能邏輯108接收。功能邏輯108可僅儲存數位影像資料或甚至透過應用後影像效果(例如 ，裁剪、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)而操縱數位影像資料。
在一項實例中，控制電路104耦合至像素陣列102以控制像素陣列102中之複數個光電二極體之操作。舉例而言，控制電路104可產生用於控制影像獲取之一快門信號。在一項實例中，該快門信號係一全域快門信號，其用於同時啟用像素陣列102內之所有像素電路104以在單個獲取窗期間同時擷取其各別影像資料。在另一實例中，該快門信號係一滾動快門信號，使得在相繼的獲取窗期間順序地啟用像素之每一列、每一行或每一群組。在另一實例中，影像獲取與諸如一閃光燈等照明效果同步。
在一項實例中，成像系統100可包含在一數位相機、行動電話、膝上型電腦或諸如此類中。另外，成像系統100可耦合至其他硬體，諸如一處理器(一般用途或其他)、記憶體元件、輸出(USB埠、無線傳輸器、HDMI埠等)、照明器件/閃光燈、電輸入(鍵盤、觸控顯示器、追蹤墊、滑鼠、麥克風等)及/或顯示器。其他件硬體可將指令遞送至成像系統100、自成像系統100提取影像資料或操縱由成像系統100供應之影像資料。
圖 2係圖解說明根據本發明之教示之經耦合以透過局部斜坡緩衝器自一斜坡產生器接收一斜坡信號之實例類比轉數位轉換器之一方塊圖。應瞭解，圖2中所展示之類比轉數位轉換器可為包含在圖1中所圖解說明之讀出電路中之類比轉數位轉換器之實例，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文以類似方式耦合及起作用。
為了圖解說明， 圖 2展示經耦合以透過各別位元線212自像素陣列202接收類比影像資料之複數個類比轉數位轉換器(ADC) 218。應瞭解， 圖 2中所圖解說明之ADC 218中之每一者實質上彼此類似，且為了簡潔起見 圖 2中僅標示了ADC 218中之一者。如所繪示實例中所展示，一斜坡產生器214經組態以產生一系統層級斜坡信號V RAMP220。每一ADC 218包含一比較器216，該比較器具有經耦合以透過位元線212自像素陣列202接收類比影像資料之一第一輸入(例如 ，反相輸入)及經耦合以透過一局部斜坡緩衝電路222接收斜坡信號V RAMP220之一第二輸入。在操作中，每一比較器經組態以在由比較器216透過局部斜坡緩衝電路222接收之斜坡信號V RAMP220之電壓達到或等於自位元線212接收之類比影像資料之電壓時翻轉。一計數器220耦合至比較器216之輸出以在比較器216回應於透過局部斜坡緩衝電路222接收之斜坡信號V RAMP220與自位元線212接收之類比影像資料之電壓之一比較而翻轉時提供自位元線212接收之類比影像資料之電壓之一數位表示。
圖 3A展示根據本發明之教示之在一斜坡事件之前之包含一斜坡穩定輔助電路之一局部斜坡緩衝電路之一示意圖之一項實例。應瞭解， 圖 3A中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路可為 圖 2中所圖解說明之一實例局部斜坡緩衝電路，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文以類似方式耦合及起作用。
如 圖 3A中所繪示之實例中所展示，一斜坡緩衝電路322包含具有經耦合以接收一斜坡信號V RAMP320之一輸入之一輸入裝置390。在所繪示實例中，輸入裝置390圖解說明為一NMOS電晶體，該NMOS電晶體具有耦合至一電源線388 (例如 ，V DD)之一汲極、經耦合以接收斜坡信號V RAMP320之一閘極及被組態為輸入裝置390之輸出之一源極。一偏壓電流源392耦合至輸入裝置390之輸出，使得輸入裝置390及偏壓電流源392耦合於電源線388與接地之間。在操作中，一輸入電流I IN307係輸入裝置390之經組態以傳導穿過輸入裝置390之汲極-源極電流，且一偏壓電流I B301經組態以傳導穿過偏壓電流源392。
在所繪示實例中，一輸出電容器C O398或負載電容器耦合於輸入裝置390之輸出與接地之間。一輔助電流源394亦耦合於輸入裝置390之輸出與接地之間。在各種實例中，輔助電流源394經組態以僅在於斜坡信號V RAMP320中產生之一斜坡事件期間將一輔助電流I ASSIST309自輸入裝置390之輸出傳導至接地。在所圖解說明之實例中，一輔助電流開關396耦合至輔助電流源394，使得輔助電流開關396及輔助電流源394耦合於輸入裝置390之輸出與接地之間。在各種實例中，輔助電流開關396經組態以僅在於斜坡信號V RAMP320中產生之一斜坡事件期間接通，使得輔助電流源394經組態以僅在於斜坡信號V RAMP320中產生之斜坡事件期間啟動以將輔助電流I ASSIST309自輸入裝置390之輸出傳導至接地。在各種實例中，輔助電流源394在於斜坡信號V RAMP320中產生之斜坡事件期間傳導之輔助電流I ASSIST309實質上等於耦合至輸入裝置390之輸出之輸出電容器C O398在於斜坡信號V RAMP320中產生之斜坡事件期間之一充電電流。
圖 3A中所繪示之實例圖解說明期間斜坡信號V RAMP320中未發生一斜坡事件(例如 ，在一斜坡事件之前或在斜坡信號V RAMP320之一非斜坡事件期間)之一實例。因此，在圖3A中所繪示之實例中，輔助電流開關396被關斷且輔助電流源394被撤銷啟動，使得輔助電流I ASSIST309為零。此時，亦應瞭解，輸出電容器C O398未被充電或放電，且輸入電流I IN307實質上等於偏壓電流I B301。
圖 3B展示根據本發明之教示之在一斜坡事件期間之包含一斜坡穩定輔助電路之一局部斜坡緩衝電路之一示意圖之一項實例。應瞭解， 圖 3B中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路可為 圖 2中所圖解說明之一實例局部斜坡緩衝電路，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文以類似方式耦合及起作用。應進一步瞭解，除了在圖3B中輔助電流開關396因此時斜坡信號V RAMP320中正發生一斜坡事件而接通外，圖3B中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路與圖3A中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路相同。因此，輔助電流源394被啟動，且輔助電流I ASSIST309透過輔助電流源394自輸入裝置390之輸出傳導至接地。如所提及，輔助電流I ASSIST309僅在斜坡信號V RAMP320中之一斜坡事件期間自輸入裝置390之輸出汲取至接地。
在所繪示實例中，在斜坡信號V RAMP320中之一斜坡事件期間，在輸入裝置390之輸出處及跨越輸出電容器C O398之輸出電壓V O303跟隨斜坡信號V RAMP320且因此相對於時間連續降低。因此，根據以下方程式利用一充電電流311對輸出電容器C O398進行充電：
在各種實例中，在斜坡事件期間，由輔助電流源394提供之輔助電流I ASSIST309之量值實質上等於輸出電容器C O398之充電電流311。因此，亦可根據以下方程式判定輔助電流I ASSIST309：
因此，在斜坡事件期間，偏壓電流源392之偏壓電流I B301不必為輸出電容器C O398提供充電電流311中之任一者。因此，根據本發明之教示，在斜坡事件期間以及在斜坡事件之前，輸入裝置390之輸入電流I IN307保持實質上等於偏壓電流I B301。以此方式，根據本發明之教示，輸入裝置390之輸入電流I IN307在斜坡事件之前、期間及之後保持恆定且不發生改變，並且不相依於斜坡信號V RAMP320之信號斜率或輸出電容器398之負載電容。
圖 3C係圖解說明根據本發明之教示之具有一斜坡穩定輔助電路之一實例局部斜坡緩衝電路中之信號之一時序圖。應瞭解， 圖 3C之時序圖中所圖解說明之信號可為存在於 圖 3A 及圖 3B中所繪示之局部斜坡緩衝電路中之信號之實例 ，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文以類似方式耦合及起作用。特定而言，所繪示實例展示一斜坡信號V RAMP320、一輸出電壓信號V O303、一輸入電流I IN307及一輔助電流I ASSIST309。
如 圖 3C中所繪示之實例中所展示，斜坡電壓信號V RAMP320及輸出電壓V O303兩者在斜坡事件之前係恆定的，此發生在時間T0。在時間T1之前之此非斜坡事件時間段期間，輸入電流I IN307等於偏壓電流I B且輔助電流I ASSIST309等於零，因為輔助電流源394被撤銷啟動。
在時間T1，在斜坡信號V RAMP320中發生斜坡事件，此可透過斜坡信號V RAMP320之電壓在時間T1之後斜降且連續減小來看出。在此時間期間，輔助電流I ASSIST309自零轉變為等於輸出電容器C O398之充電電流之一值-(dV O/dt) *C O，如所展示。因此，根據本發明之教示，輸出電容器C O398之充電電流係由輔助電流I ASSIST309提供，且輸入電流I IN307在斜坡事件期間保持不變並保持等於偏壓電流I B。因此，應瞭解，根據本發明之教示，與可因在無一輔助電流I ASSIST346之情況下輸入電流I IN307降低-(dV O/dt) *C O而導致具有一斜坡穩定延遲之非理想斜坡事件307相比，輸出電壓V O303具有不具任何斜坡穩定時間延遲之一理想斜坡事件305。
圖 4A展示根據本發明之教示之包含一斜坡穩定輔助電路之一局部斜坡緩衝電路之一示意圖之一項實例，其圖解說明在一斜坡事件之前來自一電源線之功率消耗。應瞭解， 圖 4A中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路可為 圖 2中所圖解說明之一實例局部斜坡緩衝電路，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文以類似方式耦合及起作用。應進一步瞭解， 圖 4A中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路與 圖 3A中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路共用許多相似之處。
例如，如 圖 4A中所繪示之實例中所展示，斜坡緩衝電路422包含具有經耦合以接收一斜坡信號V RAMP420之一輸入之一輸入裝置490。在所繪示實例中，輸入裝置390圖解說明為一NMOS電晶體，該NMOS電晶體具有耦合至一電源線488 (例如 ，V DD)之一汲極、經耦合以接收斜坡信號V RAMP320之一閘極及被組態為輸入裝置490之輸出之一源極。一偏壓電流源492耦合至輸入裝置490之輸出，使得輸入裝置490及偏壓電流源492耦合於電源線488與接地之間。在操作中，假設輸入裝置490之輸入電流I IN等於偏壓電流I B401，該偏壓電流經組態以傳導穿過輸入裝置490及偏壓電流源492兩者，如所展示。
在所繪示實例中，一輔助電流源494耦合於輸入裝置490之輸出與接地之間。在各種實例中，輔助電流源494經組態以僅在於斜坡信號V RAMP420中產生之一斜坡事件期間將一輔助電流I ASSIST494自輸入裝置490之輸出傳導至接地。在所圖解說明之實例中，一輔助電流開關496耦合至輔助電流源494，使得輔助電流開關496及輔助電流源394耦合於輸入裝置490之輸出與接地之間。在各種實例中，輔助電流開關496經組態以在於斜坡信號V RAMP420中產生之一斜坡事件期間接通，使得輔助電流源494經組態以僅在於斜坡信號V RAMP420中產生之斜坡事件期間啟動以將輔助電流I ASSIST409自輸入裝置490之輸出傳導至接地。
在各種實例中，輔助電流源394在於斜坡信號V RAMP320中產生之斜坡事件期間傳導之輔助電流I ASSIST309實質上等於耦合至輸入裝置390之輸出之輸出電容器C O398在於斜坡信號V RAMP320中產生之斜坡事件期間之一充電電流。
圖 4A中所展示之局部斜坡緩衝電路422與 圖 3A中所展示之局部斜坡緩衝電路322之差異之一在於， 圖 3A中所展示之輸出電容器C O398在 圖 4A中所展示之局部斜坡緩衝電路422中由耦合於電源線488與輸入裝置490之輸出之間的一電源線電容器C VDD415及耦合於輸入裝置490之輸出與接地之間的一接地電容器C GND417表示。
類似於 圖 3A中所繪示之實例， 圖 4A中所繪示之實例圖解說明期間斜坡信號V RAMP420中未發生一斜坡事件(例如 ，在一斜坡事件之前或在斜坡信號V RAMP420之一非斜坡事件期間)之一實例。因此，在 圖 4A中所繪示之實例中，輔助電流開關496被關斷且輔助電流源494被撤銷啟動，使得輔助電流I ASSIST409為零。此時，亦應瞭解，電源線電容器C VDD415及接地電容器C GND417未被充電或放電。
圖 4B展示根據本發明之教示之包含一斜坡穩定輔助電路之一局部斜坡緩衝電路之一示意圖之一項實例，其圖解說明在一斜坡事件期間來自一電源線之功率消耗。應瞭解， 圖 4B中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路可為 圖 2中所圖解說明之一實例局部斜坡緩衝電路，且上文所闡述之類似命名及編號之元件在下文以類似方式耦合及起作用。應進一步瞭解，除了在 圖 4B中輔助電流開關496因此時斜坡信號V RAMP420中正發生一斜坡事件而接通外， 圖 4B中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路與 圖 4A中所圖解說明之局部斜坡緩衝電路相同。因此，輔助電流源494被啟動，且輔助電流I ASSIST409透過輔助電流源494自輸入裝置490之輸出傳導至接地。如所提及，輔助電流I ASSIST409僅在斜坡信號V RAMP420中之一斜坡事件期間自輸入裝置490之輸出汲取至接地。
在所繪示實例中，在斜坡信號V RAMP420中之一斜坡事件期間，在輸入裝置490之輸出處且跨越接地電容器C GND417之輸出電壓V O403遵循斜坡信號V RAMP420且因此相對於時間連續減小。因此，根據以下方程式，接地電容器C GND417由一充電電流421充電：
在各種實例中，在斜坡事件期間，由輔助電流源494提供之輔助電流I ASSIST409之量值實質上等於輸出電容C O之充電電流421，即接地電容器C GND417與電源線電容器C VDD之和。因此，亦可根據以下方程式判定輔助電流I ASSIST409：
如所繪示實例中進一步展示，在斜坡信號V RAMP420中之斜坡事件期間，根據以下方程式，電源線電容器C VDD415亦在斜坡信號V RAMP420中之斜坡事件期間由一充電電流充電： 應瞭解，穿過電源線電容器C VDD415之C VDD充電電流係在斜坡信號V RAMP420中之斜坡事件期間自電源線488汲取，且穿過電源線電容器C VDD415之此C VDD充電電流由接地接收。因此，在斜坡信號V RAMP420中之斜坡事件期間，由電源線488提供之總電流及由接地吸收之總電流等於： 因此，應進一步瞭解，根據本發明之教示，在輔助電流源494提供充電電流-(dV O/dt) *C O之情況下，在於斜坡信號420中產生之斜坡事件期間，電源線488中之電流因此實質上不受接地電容器C GND之充電電流影響。
包含發明摘要中所闡述內容之本發明之所圖解說明實例之以上說明並不意欲為窮盡性的或將本發明限制於所揭示之精確形式。雖然出於說明性目的而在本文中闡述了本發明之特定實例，但如熟習相關技術者將認識到，可在本發明之範疇內做出各種修改。
可鑒於以上詳細說明對本發明做出此等修改。以下申請專利範圍中所使用之術語不應理解為將本發明限制於本說明書中所揭示之特定實例。而是，本發明之範疇將完全由以下申請專利範圍來判定，該申請專利範圍將根據所創建之請求項解釋原則來加以理解。
100:成像系統 102:像素陣列 104:像素電路 106:讀出電路 108:功能邏輯 110:控制電路 112:行位元線/位元線 114:斜坡產生器 116:比較器電路 118:類比轉數位轉換器 202:像素陣列 212:位元線 214:斜坡產生器 216:比較器 218:類比轉數位轉換器 220:系統層級斜坡信號/斜坡信號/計數器 222:局部斜坡緩衝電路 301:偏壓電流 303:輸出電壓/輸出電壓信號 307:輸入電流/非理想斜坡事件 309:輔助電流 311:充電電流 320:斜坡信號/斜坡電壓信號 322:斜坡緩衝電路/局部斜坡緩衝電路 388:電源線 390:輸入裝置 392:偏壓電流源 394:輔助電流源 396:輔助電流開關 398:輸出電容器 401:偏壓電流 403:輸出電壓 409:輔助電流 415:電源線電容器 417:接地電容器 420:斜坡信號 421:充電電流 422:斜坡緩衝電路/局部斜坡緩衝電路 488:電源線 490:輸入裝置 492:偏壓電流源 494:輔助電流源 496:輔助電流開關
參考以下各圖闡述本發明之非限制性及非窮盡性實施例，其中除非另有規定，否則遍及各個視圖，相似元件符號指代相似部件。
圖 1圖解說明根據本發明之教示之包含一讀出電路之一成像系統之一項實例，該讀出電路包含一低功率斜坡穩定輔助電路，該低功率斜坡穩定輔助電路包含在該讀出電路中之一類比轉數位轉換器中之一局部斜坡緩衝電路中。
圖 2係圖解說明根據本發明之教示之經耦合以透過局部斜坡緩衝器自一斜坡產生器接收一斜坡信號之實例類比轉數位轉換器之一方塊圖。
圖 3A展示根據本發明之教示之在一斜坡事件之前之包含一斜坡穩定輔助電路之一局部斜坡緩衝電路之一示意圖之一項實例。
圖 3B展示根據本發明之教示之在一斜坡事件期間之包含一斜坡穩定輔助電路之一局部斜坡緩衝電路之一示意圖之一項實例。
圖 3C係圖解說明根據本發明之教示之具有一斜坡穩定輔助電路之一實例局部斜坡緩衝電路中之信號之一時序圖。
圖 4A展示根據本發明之教示之包含一斜坡穩定輔助電路之一局部斜坡緩衝電路之一示意圖之一項實例，其圖解說明在一斜坡事件之前來自一電源線之功率消耗。
圖 4B展示根據本發明之教示之包含一斜坡穩定輔助電路之一局部斜坡緩衝電路之一示意圖之一項實例，其圖解說明在一斜坡事件期間來自一電源線之功率消耗。
遍及圖式之數個視圖，對應參考字符指示對應組件。所屬領域之技術人員將瞭解，圖中之元件係為簡單及清晰起見而圖解說明之，且未必按比例繪製。舉例而言，為幫助改良對本發明之各種實施例之理解，各圖中之元件中之一些元件之尺寸可能相對於其他元件而被放大。另外，通常未繪示在一商業上可行之實施例中有用或必需之常見而眾所周知之元件以便促進對本發明之此等各種實施例之一較不受阻擋之觀看。
301:偏壓電流
303:輸出電壓/輸出電壓信號
307:輸入電流/非理想斜坡事件
309:輔助電流
320:斜坡信號/斜坡電壓信號
322:斜坡緩衝電路/局部斜坡緩衝電路
388:電源線
390:輸入裝置
392:偏壓電流源
394:輔助電流源
396:輔助電流開關
398:輸出電容器

Claims (14)

  1. 一種斜坡緩衝電路，其包括： 一輸入裝置，其具有經耦合以接收一斜坡信號之一輸入； 一偏壓電流源，其耦合至該輸入裝置之一輸出，其中該輸入裝置及該偏壓電流源耦合於一電源線與接地之間；及 一輔助電流源，其耦合於該輸入裝置之該輸出與接地之間，其中該輔助電流源經組態以僅在於該斜坡信號中產生之一斜坡事件期間將一輔助電流自該輸入裝置之該輸出傳導至接地。
  2. 如請求項1之斜坡緩衝電路，其中由該輔助電流源在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間傳導之該輔助電流實質上等於耦合至該輸入裝置之該輸出之一輸出電容器在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間之一充電電流。
  3. 如請求項2之斜坡緩衝電路，其中在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間，該電源線中之一電流實質上不受耦合至該輸入裝置之該輸出之該輸出電容器之該充電電流影響。
  4. 如請求項1之斜坡緩衝電路，其進一步包括耦合至該輔助電流源之一輔助電流開關，其中該輔助電流開關經組態以僅在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間接通，使得該輔助電流源經組態以僅在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間將該輔助電流自該輸入裝置之該輸出傳導至接地。
  5. 如請求項1之斜坡緩衝電路，其中在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間，穿過該輸入裝置之一電流實質上等於由該偏壓電流源傳導之一偏壓電流，其中在於該斜坡信號中產生之一非斜坡事件期間，穿過該輸入裝置之該電流實質上等於由該偏壓電流源傳導之該偏壓電流。
  6. 如請求項1之斜坡緩衝電路，其中該輸入裝置包括具有經耦合以接收該斜坡信號之一閘極之一輸入電晶體，其中該輸入電晶體之一汲極耦合至該電源線，其中該輸入電晶體之一源極耦合至該偏壓電流源及該輔助電流源。
  7. 如請求項6之斜坡緩衝電路，其中在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間，穿過該輸入電晶體之一汲極-源極電流實質上等於由該偏壓電流源傳導之一偏壓電流，其中在於該斜坡信號中產生之一非斜坡事件期間，穿過該輸入電晶體之該汲極-源極電流實質上等於由該偏壓電流源傳導之該偏壓電流。
  8. 一種成像系統，其包括： 一像素陣列，其用以接收影像光且作為回應而產生一影像電荷電壓信號；及 讀出電路系統，其經耦合以自該像素陣列接收該影像電荷電壓信號且作為回應而提供該影像電荷電壓信號之一數位表示，該讀出電路系統包含一比較器，該比較器用以接收該影像電荷電壓信號、比較該影像電荷電壓信號與來自一斜坡產生器之一斜坡信號且作為回應而提供該影像電荷電壓信號之該數位表示，其中該比較器經耦合以透過一斜坡緩衝電路接收該斜坡信號，其中該斜坡緩衝電路包括： 一輸入裝置，其具有經耦合以接收該斜坡信號之一輸入； 一偏壓電流源，其耦合至該輸入裝置之一輸出，其中該輸入裝置及該偏壓電流源耦合於一電源線與接地之間；及 一輔助電流源，其耦合於該輸入裝置之該輸出與接地之間，其中該輔助電流源經組態以僅在於該斜坡信號中產生之一斜坡事件期間將一輔助電流自該輸入裝置之該輸出傳導至接地。
  9. 如請求項8之成像系統，其中由該輔助電流源在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間傳導之該輔助電流實質上等於耦合至該輸入裝置之該輸出之一輸出電容器在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間之一充電電流。
  10. 如請求項9之成像系統，其中在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間，該電源線中之一電流實質上不受耦合至該輸入裝置之該輸出之該輸出電容器之該充電電流影響。
  11. 如請求項8之成像系統，其中該斜坡緩衝電路進一步包括耦合至該輔助電流源之一輔助電流開關，其中該輔助電流開關經組態以僅在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間接通，使得該輔助電流源經組態以僅在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間將該輔助電流自該輸入裝置之該輸出傳導至接地。
  12. 如請求項8之成像系統，其中在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間，穿過該輸入裝置之一電流實質上等於由該偏壓電流源傳導之一偏壓電流，其中在於該斜坡信號中產生之一非斜坡事件期間，穿過該輸入裝置之該電流實質上等於由該偏壓電流源傳導之該偏壓電流。
  13. 如請求項8之成像系統，其中該輸入裝置包括具有經耦合以接收該斜坡信號之一閘極之一輸入電晶體，其中該輸入電晶體之一汲極耦合至該電源線，其中該輸入電晶體之一源極耦合至該偏壓電流源及該輔助電流源。
  14. 如請求項13之成像系統，其中在於該斜坡信號中產生之該斜坡事件期間，穿過該輸入電晶體之一汲極-源極電流實質上等於由該偏壓電流源傳導之一偏壓電流，其中在於該斜坡信號中產生之一非斜坡事件期間，穿過該輸入電晶體之該汲極-源極電流實質上等於由該偏壓電流源傳導之該偏壓電流。
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