[发明专利]图像感测系统及其相关放大/数字化电路

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器，尤其涉及一种图像感测系统及其相关放大/数字化电路。

背景技术

在图像处理系统中，模拟数字转换器(ADC)扮演了不可或缺的重要角色，且被广泛地使用于各种不同的应用领域之中，例如：在互补金属氧化物半导体(CMOS)图像感测系统(CIS)中，模拟数字转换器被应用来将所接收的感测信号由模拟形式转换为数字形式，而模拟数字转换器根据其内部的电路结构，可更进一步被细分为快闪式(flash)模拟数字转换器、斜坡式(ramp)模拟数字转换器、(pipelined)管线式模拟数字转换器以及连续渐进式(successive approximation)模拟数字转换器等等。

参阅图1，图1所示为现有图像感测系统100的示意图，图像感测系统100包含有传感器阵列(sensor array)110、行放大器(column amplifier)120、模拟数字转换器130，以及图像处理器140；经由传感器阵列110所产生的感测信号会先经由行放大器120进行信号放大，而后由模拟数字转换器130将该信号由模拟形式转为数字格式。在传统技术中，图像感测系统100内的模拟数字转换器130一般采用斜坡式模拟数字转换器。

然而，由于现有的模拟数字转换器结构缺乏信号放大的功能，这使得传统的图像感测系统100必须额外使用一组信号放大电路来当作行放大器120，以改善信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)并提升图像感测系统100的图像质量。

因此，提出崭新的电路结构以及方法来提供具有更小的电路面积以及更好的性能的方案是大众所引颈期盼的。

发明内容

因此本发明的一目的在于藉由使用单一功率放大器来提供放大/数字化电路，在节省功率消耗与节省所需电路面积的同时，还提升整体效能，以及其相关的图像感测系统。

根据本发明的一实施例，其揭露一放大/数字化电路。该放大/数字化电路系包含有具有输入端以及输出端的放大器，以及控制电路。该控制电路耦接于该放大器的该输入端以及该输出端。当该放大/数字化电路操作于放大模式时，该控制电路具有第一组态以接收第一输入信号，并控制该放大器依据该第一输入信号以及放大系数来产生输出电压。当该放大/数字化电路操作于模拟数字转换模式下，该控制电路具有第二组态以接收第二输入信号，以控制该放大器依据该第二输入信号以及该输出电压来产生比较结果。

根据本发明的另一实施例，其揭露一种放大/数字化电路。该放大/数字化电路包含有具有输入端以及输出端的放大器，第一电容、第二电容、第一开关、第二开关、第三开关，以及第四开关。该第一电容包含有耦接于第一输入信号的第一节点，以及耦接于该放大器的该输入端的第二节点。该第二电容包含有耦接于该放大器的该输入端的第一节点，以及第二节点。该第一开关耦接于该第一电容的该第二节点以及该放大器的该输入端；该第二开关耦接于该放大器的该输入端以及该放大器的该输出端；该第三开关耦接于该放大器的该输出端以及该第二电容的该第二节点，且该第四开关耦接于该第二电容的该第二节点以及该第二输入信号。

根据本发明的另一实施例，其揭露一种图像感测系统。该图像感测系统包含有阵列式传感器以及放大/数字化电路，其中该阵列式传感器用以感测光子以据此输出电子信号，以及放大并数字化该电子信号以产生数字信号。该放大/数字化电路包含有放大器、第一电容、第二电容、第一开关，以及第二开关。其中该放大器具有输入端以及输出端；该第一电容具有第一节点以及耦接于该放大器的该输入端的第二节点；该第一开关选择性地将该电子信号由该传感器连接至该放大器的该输入端；以及该第二开关选择性地将该第二电容的该第二节点连接至该放大器的该输出端或一斜坡电压。

附图说明

图1所示为现有图像感测系统100的示意图；

图2所示为根据本发明的一实施例的图像感测系统的框图示意图；

图3所示为本发明的放大/数字化电路的一实施例的框图示意图；

图4所示为图3的放大/数字化电路300于重置模式下的组态的一实施例的示意图；

图5所示为图3的放大/数字化电路300于放大模式下的组态的一实施例的示意图；

图6所示为图3的放大/数字化电路300于模拟数字转换模式下的组态的一实施例的示意图；

图7所示为采用了本发明的放大/数字化电路来实施的一斜坡式模拟数字转换器其运作的时序示意图；

图8所示为本发明的放大/数字化电路300接连操作于重置模式、放大模式，以及模拟数字转换模式下的时序信号示意图。