[发明专利]影像传感器电路及其中的斜坡信号产生电路

说明书

本发明提出一种影像传感器电路及其中的斜坡信号产生电路。影像传感器包括：主动像素感测阵列，包括多个像素电路，排列为多个行与多个列；多个斜坡模拟数字转换器，每一斜坡模拟数字转换器耦接至对应的行，并根据斜坡信号与对应的行中被选择的列上的像素电路所产生的像素信号，产生数字取样信号，其中该像素信号包括；重置信号与影像信号；以及斜坡信号产生电路，用以产生斜坡信号，斜坡信号产生电路包括主动积分器，用以根据增益电流以对其中积分电容充/放电，而产生斜坡信号。

技术领域

本发明涉及一种影像传感器电路，特别是指一种利用主动积分器产生斜坡信号的影像传感器电路。本发明还涉及用于影像传感器电路中的斜坡信号产生电路。

背景技术

图1A显示现有技术的影像传感器电路100。如图1A所示，影像传感器电路100包含：主动像素感测(active pixel sensor,APS)阵列101、行斜坡模拟数字转换器(analog-to-digital converter,ADC)103、斜坡信号产生电路105以及列驱动电路107。主动像素感测(active pixel sensor,APS)阵列101包括多个像素电路1011，排列为包括多个行(column)与多个列(row)的阵列，其中该像素电路1011用以于对应的列被选择时，感测影像，并依序产生重置信号与影像信号(合称像素信号PXO)。其中，列驱动电路107用以选择操作的列，例如以逐列扫描的方式，选择操作的列。

行斜坡模拟数字转换器(analog-to-digital converter,ADC)103，包括多个斜坡ADC 1031，多个斜坡ADC 1031对应耦接APS阵列201的多个行。其中，斜坡ADC 1031用以根据斜坡信号产生电路105所产生的斜坡信号Vramp与斜坡ADC 1031对应的该行中被选择的列上的像素电路1011所产生的像素信号PXO，产生数字取样信号Vcds。一般而言，数字取样信号Vcds相关于像素信号PXO中，重置信号PXO_rst与影像信号PXO_img电压位准的差值。根据所有多个斜坡ADC 1031所产生的数字取样信号Vcds，以取得APS阵列101所感测的影像。

一般而言，斜坡ADC 1031用以降低功率输出。斜坡信号产生电路105产生单一个斜坡信号Vramp供应给行斜坡ADC 103中，所有行多个斜坡ADC 1031。

典型的读取像素电路1011所产生的重置信号PXO_rst与影像信号PXO_img，利用斜坡信号Vramp读取的方式，分别计时已知电压位准相对时间的斜率的斜坡信号Vramp，与重置信号PXO_rst及影像信号PXO_img交会所需的时间，再将计时的时间转换为位准。相关的技术内容请参阅美国专利US 7,679,542B2。

如图1B所示，已知斜坡信号产生电路105包含数字积分器1051、主要数字模拟转换器(DAC)1053、偏移数字模拟转换器(DAC)1055以及电阻R1。斜坡信号产生电路105利用其中的数字积分器1051产生斜坡控制信号(如图中小图的阶梯状波形信号所示意)，经由主要DAC 1053转换后，产生斜坡电流Iramp。斜坡电流Iramp流经电阻R1，而产生电压范畴(voltage domain)的斜坡信号Vramp。而偏移数字模拟转换器(DAC)1055则于该斜坡信号Vramp中，提供偏移位准。其中，斜坡信号Vramp的带宽由电容性负载CL所限制。

图1A与图1B所示的现有技术的缺点至少包含下列几项：

数字化误差：主要数字模拟转换器(DAC)1053的分辨率影响每一个单一的斜坡ADC1031。为了避免产生大的数字化误差，高分辨率的积分模拟数字转换器(ADC)105是必需的。若需要达到10位(bits)积分模拟数字转换器(ADC)105的分辨率，则主要数字模拟转换器(DAC)1053的分辨率需要超过10位(bits)。然而，由于不匹配考虑与控制电路的空间，越高的积分模拟数字转换器(ADC)105的分辨率，需要越大的面积来制造积分模拟数字转换器(ADC)105。