用于电流积分斜坡DAC稳定辅助电路的修整控制电路的制作方法

本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说但非排它性地涉及一种图像传感器中的斜坡产生器。

背景技术：

1、图像传感器已变得无处不在且现在被广泛用于数码相机、蜂窝电话、监控摄像机中以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器被集成到更广范围的电子装置中，可期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、功率消耗、动态范围等)增强其功能性、性能指标等。用于制造图像传感器的技术继续高速发展。例如，对于更高分辨率及更低功率消耗的需求已鼓励这些装置的进一步小型化及集成。

2、典型的互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射于图像传感器上而操作。图像传感器包含具有吸收入射图像光的部分并在吸收图像光之后产生图像电荷的光敏元件(例如光电二极管)的像素阵列。由像素光生的图像电荷可作为依据入射图像光而变化的列位线上的模拟输出图像信号来测量。换句话说，产生的图像电荷量与图像光的强度成正比，图像光作为模拟信号从列位线读出并被转换为数字值以产生表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。

3、模/数转换器(adc)常用于cmos图像传感器(cis)中以通过图像传感器将电荷转换为电荷的数字表示。adc基于图像电荷信号与参考电压信号的比较来产生电荷的数字表示。参考电压信号通常可为由斜坡产生器提供的斜坡信号，且比较通常可由比较器执行，所述比较器提供可与计数器一起使用的输出以产生图像电荷的数字表示。

4、应了解，由斜坡产生器产生且由比较器接收的斜坡信号的斜坡稳定时间或延迟可限制图像传感器的最大帧速率。因此，减少由比较器接收的斜坡信号的斜坡稳定时间可增加最大帧速率及因此图像传感器的性能。

技术实现思路

1、本公开的一个方面提供一种斜坡产生器，其包括：运算放大器，其具有第一输入、第二输入及用于产生斜坡信号的输出；积分电流源，其经耦合到所述运算放大器的所述第一输入；参考电压，其经耦合到所述运算放大器的所述第二输入；反馈电容器，其经耦合在所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间；辅助电流源，其经耦合在所述运算放大器的所述输出与接地之间；监测电路，其经耦合到所述运算放大器的所述第一及第二输入，其中所述监测电路经配置以响应于所述运算放大器的所述第一及第二输入的比较而产生输出标记；及修整控制电路，其经耦合到所述辅助电流源，其中所述修整控制电路经配置以响应于由所述监测电路产生的所述输出标记而产生修整信号，其中所述辅助电流源经配置以响应于由所述修整控制电路产生的所述修整信号而将辅助电流从所述运算放大器的所述输出传导到接地。

2、本公开的另一方面提供一种成像系统，其包括：像素阵列，其用于接收图像光且作为响应而产生图像电荷电压信号；及读出电路，其经耦合以从所述像素阵列接收所述图像电荷电压信号，且作为响应而提供所述图像电荷电压信号的数字表示，所述读出电路包含比较器以接收所述图像电荷电压信号，将所述图像电荷电压信号与来自斜坡产生器的斜坡信号进行比较，且作为响应而提供所述图像电荷电压信号的所述数字表示，其中所述斜坡产生器包括：运算放大器，其具有第一输入、第二输入及用于产生斜坡信号的输出；积分电流源，其经耦合到所述运算放大器的所述第一输入；参考电压，其经耦合到所述运算放大器的所述第二输入；反馈电容器，其经耦合在所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间；辅助电流源，其经耦合在所述运算放大器的所述输出与接地之间；监测电路，其经耦合到所述运算放大器的所述第一及第二输入，其中所述监测电路经配置以响应于所述运算放大器的所述第一及第二输入的比较而产生输出标记；及修整控制电路，其经耦合到所述辅助电流源，其中所述修整控制电路经配置以响应于由所述监测电路产生的所述输出标记而产生修整信号，其中所述辅助电流源经配置以响应于由所述修整控制电路产生的所述修整信号而将辅助电流从所述运算放大器的所述输出传导到接地。

技术特征：

1.一种斜坡产生器，其包括：

2.根据权利要求1所述的斜坡产生器，其中由所述修整电路产生的所述修整信号包括经配置以控制由所述辅助电流源产生的所述辅助电流的修整代码。

3.根据权利要求2所述的斜坡产生器，其中所述修整控制电路包括经配置以存储所述修整代码的修整存储器，其中所述修整电路经配置以响应于存储在所述修整存储器中的所述修整代码而产生所述修整信号。

4.根据权利要求3所述的斜坡产生器，其中所述修整控制电路经配置以响应于由所述监测电路产生的所述输出标记具有第一值而调整存储在所述修整存储器中的所述修整代码，其中所述修整控制电路经配置以响应于由所述监测电路产生的所述输出标记具有第二值而不进一步调整存储在所述修整存储器中的所述修整代码。

5.根据权利要求4所述的斜坡产生器，其中所述修整控制电路进一步包括具有经耦合以接收由所述监测电路产生的所述输出标记的时钟输入的触发器，其中所述触发器的输出经配置以产生经耦合以由所述修整存储器接收的锁存启用标记，其中所述修整控制电路经配置以响应于由所述触发器产生的所述锁存启用标记而不进一步调整存储在所述修整存储器中的所述修整代码。

6.根据权利要求3所述的斜坡产生器，其中存储在所述修整存储器中的所述修整代码是响应于由所述监测电路产生的所述输出标记而确定的先前产生的修整代码。

7.根据权利要求1所述的斜坡产生器，其进一步包括耦合在所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间的复位开关，其中所述复位开关经配置以接通以使所述斜坡产生器复位，其中斜坡事件经配置以响应于所述复位开关被关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜坡信号中产生，其中所述辅助电流源经配置以响应于所述复位开关被关断而将所述辅助电流从所述运算放大器的所述输出传导到接地。

8.根据权利要求1所述的斜坡产生器，其进一步包括耦合在所述运算放大器的所述第二输入与接地之间的参考电容器。

9.根据权利要求1所述的斜坡产生器，其进一步包括耦合在所述运算放大器的所述输出与接地之间的输出电容器。

10.根据权利要求9所述的斜坡产生器，其中所述辅助电流大体上等于传导通过所述积分电流源的积分电流乘以所述输出电容器的电容与所述反馈电容器的电容的比率。

11.根据权利要求9所述的斜坡产生器，其中传导通过所述辅助电流源的所述辅助电流大体上等于在经配置以响应于所述复位开关被关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜坡信号中产生的所述斜坡事件期间来自所述输出电容器的放电电流。

12.根据权利要求1所述的斜坡产生器，其中当所述复位开关经配置以接通以使所述斜坡产生器复位时，所述辅助电流为零。

13.根据权利要求12所述的斜坡产生器，其进一步包括耦合到所述辅助电流源的辅助电流开关，其中所述辅助电流开关经配置以在所述复位开关经配置以接通时被关断，其中所述辅助电流开关经配置以在所述复位开关经配置以关断时被接通。

14.一种成像系统，其包括：

15.根据权利要求14所述的成像系统，其中由所述修整电路产生的所述修整信号包括经配置以控制由所述辅助电流源产生的所述辅助电流的修整代码。

16.根据权利要求15所述的成像系统，其中所述修整控制电路包括经配置以存储所述修整代码的修整存储器，其中所述修整电路经配置以响应于存储在所述修整存储器中的所述修整代码而产生所述修整信号。

17.根据权利要求16所述的成像系统，其中所述修整控制电路经配置以响应于由所述监测电路产生的所述输出标记具有第一值而调整存储在所述修整存储器中的所述修整代码，其中所述修整控制电路经配置以响应于由所述监测电路产生的所述输出标记具有第二值而不进一步调整存储在所述修整存储器中的所述修整代码。

18.根据权利要求17所述的成像系统，其中所述修整控制电路进一步包括具有经耦合以接收由所述监测电路产生的所述输出标记的时钟输入的触发器，其中所述触发器的输出经配置以产生经耦合以由所述修整存储器接收的锁存启用标记，其中所述修整控制电路经配置以响应于由所述触发器产生的所述锁存启用标记而不进一步调整存储在所述修整存储器中的所述修整代码。

19.根据权利要求16所述的成像系统，其中存储在所述修整存储器中的所述修整代码是响应于由所述监测电路产生的所述输出标记而确定的先前产生的修整代码。

20.根据权利要求14所述的成像系统，其中所述斜坡产生器进一步包括耦合在所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间的复位开关，其中所述复位开关经配置以接通以使所述斜坡产生器复位，其中斜坡事件经配置以响应于所述复位开关被关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜坡信号中产生，其中所述辅助电流源经配置以响应于所述复位开关被关断而将所述辅助电流从所述运算放大器的所述输出传导到接地。

21.根据权利要求14所述的成像系统，其中所述斜坡产生器进一步包括耦合在所述运算放大器的所述第二输入与接地之间的参考电容器。

22.根据权利要求14所述的成像系统，其中所述斜坡产生器进一步包括耦合在所述运算放大器的所述输出与接地之间的输出电容器。

23.根据权利要求22所述的成像系统，其中所述辅助电流大体上等于传导通过所述积分电流源的积分电流乘以所述输出电容器的电容与所述反馈电容器的电容的比率。

24.根据权利要求22所述的成像系统，其中传导通过所述辅助电流源的所述辅助电流大体上等于在经配置以响应于所述复位开关被关断而在所述运算放大器的所述输出处的所述斜坡信号中产生的所述斜坡事件期间来自所述输出电容器的放电电流。

25.根据权利要求14所述的成像系统，其中当所述复位开关经配置以接通以使所述斜坡产生器复位时，所述辅助电流为零。

26.根据权利要求25所述的成像系统，其中所述斜坡产生器进一步包括耦合到所述辅助电流源的辅助电流开关，其中所述辅助电流开关经配置以在所述复位开关经配置以接通时被关断，其中所述辅助电流开关经配置以在所述复位开关经配置以关断时被接通。

技术总结
本申请案涉及用于电流积分斜坡DAC稳定辅助电路的修整控制电路。一种斜坡产生器包含具有用于产生斜坡信号的输出的运算放大器。积分电流源经耦合到所述运算放大器的第一输入，且参考电压经耦合到所述运算放大器的第二输入。反馈电容器经耦合在所述运算放大器的所述第一输入与所述输出之间。监测电路经耦合到所述运算放大器的所述第一及第二输入以响应于所述第一及第二输入的比较而产生输出标记。修整控制电路经配置以响应于所述输出标记而产生修整信号。辅助电流源经配置以响应于由所述修整控制电路产生的所述修整信号而将辅助电流从所述运算放大器的所述输出传导到接地。

技术研发人员：田贞富,海老原弘知,T·孙,刘毅,陈杉
受保护的技术使用者：豪威科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15