开关电容减法装置以及具有其的图像传感器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种开关电容减法装置以及具有其的图像传感器，减法装置包括：分别用于接收第一信号和第二信号的第一接收端子和第二接收端子；输出端子；包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一减法通道的减法处理单元，第一减法通道分别与第一接收端子、第二接收端子和输出端子相连，其中，当第一减法通道工作在采样模式时，通过第一减法通道、第一运算放大器和第二运算放大器对第一信号和第二信号同时进行采样；当第一减法通道工作在放大模式时，通过第一减法通道、第一运算放大器和第二运算放大器对采样到的第一信号和第二信号进行减法处理以生成第一结果，并通过输出端子输出第一结果。从而能处理并行信号的减法，提高减法装置的运算精度。

Switched Capacitor Subtraction Device and Image Sensor with it

The invention discloses a switched capacitor subtraction device and an image sensor with the device. The subtraction device includes: a first receiving terminal and a second receiving terminal for receiving the first and second signals respectively; an output terminal; a subtraction processing unit comprising a first operational amplifier, a second operational amplifier and a first subtraction channel; and a first subtraction channel and a first receiving terminal, respectively. The sub, the second receiving terminal and the output terminal are connected, in which the first subtraction channel, the first operational amplifier and the second operational amplifier simultaneously sample the first signal and the second signal when the first subtraction channel operates in the sampling mode; when the first subtraction channel operates in the amplification mode, the first subtraction channel, the first operational amplifier and the second operational amplifier pass through the first subtraction channel, the first operational amplifier and the second operational amplifier. The first and second signals sampled are subtracted to generate the first result, and the first result is output through the output terminal. Thus, the subtraction of parallel signals can be processed and the operation accuracy of the subtraction device can be improved.

【技术实现步骤摘要】
开关电容减法装置以及具有其的图像传感器
本专利技术涉及图像处理
，特别涉及一种开关电容减法装置和一种具有其的图像传感器。
技术介绍
相关技术中，CMOS图像传感器中，模拟信号的开关电容减法器通常采用串行信号的方式进行输入，如图1-2所示，先闭合开关K1，并向IN端子提供减数Vrst信号，再断开开关K1，并向IN端子提供被减数Vsig信号，从而根据电荷守恒原理，得到OUT端子的输出为Vout’＝Vref’+Vsig-Vrst。但是，相关技术存在的问题是，不能处理两个并行信号的减法，而且，减数Vrst与被减数Vsig的过渡建立过程会保存在减法器的输出结果中，影响读出速度。此外，减法器只对减数Vrst进行了采样而未对被减数Vsig进行采样，造成Vsig信号中的噪声全部出现在减法器的输出端，而且减法器输出端输出的并不都是数据，数据中间嵌插了复位采样的参考电压Vref’。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术的一个目的在于提出一种开关电容减法装置，能够处理并行信号，并抑制甚至消除信号中的噪声。本专利技术的另一个目的在于提出一种图像传感器。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种开关电容减法装置，包括：第一接收端子和第二接收端子，所述第一接收端子和第二接收端子分别用于接收第一信号和第二信号；输出端子；减法处理单元，所述减法处理单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一减法通道，所述第一减法通道分别与第一接收端子、第二接收端子和所述输出端子相连，其中，当所述第一减法通道工作在采样模式时，通过所述第一减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对所述第一信号和第二信号同时进行采样；当所述第一减法通道工作在放大模式时，通过所述第一减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对采样到的第一信号和第二信号进行减法处理以生成第一结果，并通过所述输出端子输出所述第一结果。根据本专利技术实施例提出的开关电容减法装置，通过第一接收端子和第二接收端子分别接收第一信号和第二信号，当第一减法通道工作在采样模式时，通过第一减法通道、第一运算放大器和第二运算放大器对第一信号和第二信号同时进行采样，当第一减法通道工作在放大模式时，通过第一减法通道、第一运算放大器和第二运算放大器对采样到的第一信号和第二进行减法处理以生成第一结果，并通过输出端子输出第一结果，从而，能够处理并行信号的减法，且无需保存输入信号间的过渡时间，提高减法装置的运算精度。此外，通过对第一信号和第二信号同时进行采样，不仅可以避免第一结果中含有第一信号和第二信号的噪声，而且可以消除第一信号和第二信号的共模噪声。另外，根据本专利技术上述实施例提出的开关电容减法装置，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，第三接收端子和第四接收端子，所述第三接收端子和第四接收端子分别用于接收第三信号和第四信号；所述减法处理单元还包括第二减法通道，所述第二减法通道分别与第三接收端子、第四接收端子和所述输出端子相连，其中，当所述第二减法通道工作在采样模式时，通过所述第二减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对所述第三信号和第四信号同时进行采样；当所述第二减法通道工作在放大模式时，通过所述第二减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对采样到的第三信号和第四信号进行减法处理以生成第二结果，并通过所述输出端子输出所述第二结果；其中，在所述第一减法通道工作在放大模式时所述第二减法通道工作在采样模式，并在所述第一减法通道工作在采样模式时所述第二减法通道工作在放大模式。根据本专利技术的一个实施例，所述第一运算放大器具有第一同相输入端、第一反相输入端和输出端，所述第二运算放大器具有第一同相输入端、第一反相输入端和输出端，所述第一减法通道包括：第一开关，所述第一开关的一端与所述第二接收端子相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第一开关的另一端相连并具有第一节点，所述第一电容的另一端与所述第一运算放大器的第一反相输入端相连，其中，所述第一运算放大器的第一同相输入端与提供参考电压的参考电压提供端相连；第二开关，所述第二开关的一端与所述第一节点相连，所述第二开关的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；第一副开关，所述第一副开关的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第一副开关的另一端与所述参考电压提供端相连；第三开关，所述第三开关的一端与所述第一接收端子相连；第四开关，所述第四开关的一端与所述第一运算放大器的输出端相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述第三开关的另一端和所述第四开关的另一端均相连，所述第二电容的另一端与所述第二运算放大器的第一反相输入端相连并具有第二节点，其中，所述第二运算放大器的第一同相输入端与所述参考电压提供端相连；第二副开关，所述第二副开关的一端与所述第二电容的另一端相连，所述第二副开关的另一端与所述参考电压提供端相连；第五开关和第六开关；第三电容，所述第三电容的一端与所述第二节点相连，所述第三电容的另一端通过所述第五开关与所述参考电压提供端相连，所述第三电容的另一端还通过所述第六开关与所述第二运算放大器的输出端相连，其中，所述第二运算放大器的输出端还与所述输出端子相连。根据本专利技术的一个实施例，当所述第一减法通道工作在采样模式时，控制所述第一开关、所述第三开关和所述第五开关以及所述第一副开关和所述第二副开关闭合，并控制所述第二开关、所述第四开关和所述第六开关关断，以通过所述第一电容对所述第二信号进行采样，并通过所述第二电容和第三电容对所述第一信号进行采样；当所述第一减法通道工作在放大模式时，控制所述第一开关、所述第三开关和所述第五开关以及所述第一副开关和所述第二副开关关断，并控制所述第二开关、所述第四开关和所述第六开关闭合，以通过所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容对采样到的第一信号和第二信号进行减法处理以生成所述第一结果。根据本专利技术的一个实施例，所述第一结果为采样到的第一信号与采样到的第二信号的差值信号并叠加所述参考电压。根据本专利技术的一个实施例，所述第一运算放大器还具有第二同相输入端和第二反相输入端，所述第二运算放大器还具有第二同相输入端和第二反相输入端，所述第二减法通道包括：第七开关，所述第七开关的一端与所述第四接收端子相连；第四电容，所述第四电容的一端与所述第七开关的另一端相连并具有第三节点，所述第四电容的另一端与所述第一运算放大器的第二反相输入端相连，其中，所述第一运算放大器的第二同相输入端与提供参考电压的参考电压提供端相连；第八开关，所述第八开关的一端与所述第三节点相连，所述第八开关的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；第三副开关，所述第三副开关的一端与所述第四电容的另一端相连，所述第三副开关的另一端与所述参考电压提供端相连；第九开关，所述第九开关的一端与所述第三接收端子相连；第十开关，所述第十开关的一端与所述第一运算放大器的输出端相连；第五电容，所述第五电容的一端与所述第九开关的另一端和所述第十开关的另一端均相连，所述第五电容的另一端与所述第二运算放大器的第二反相输入端相连并具有第四节点，其中，所述第二运算放大器的第二同相输入端与所述参考电压提供端相连；第四副开关，所述第四副开关的一端与所述第五电容的另一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电容减法装置，其特征在于，包括：第一接收端子和第二接收端子，所述第一接收端子和第二接收端子分别用于接收第一信号和第二信号；输出端子；减法处理单元，所述减法处理单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一减法通道，所述第一减法通道分别与第一接收端子、第二接收端子和所述输出端子相连，其中，当所述第一减法通道工作在采样模式时，通过所述第一减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对所述第一信号和第二信号同时进行采样；当所述第一减法通道工作在放大模式时，通过所述第一减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对采样到的第一信号和第二信号进行减法处理以生成第一结果，并通过所述输出端子输出所述第一结果。

【技术特征摘要】
1.一种开关电容减法装置，其特征在于，包括：第一接收端子和第二接收端子，所述第一接收端子和第二接收端子分别用于接收第一信号和第二信号；输出端子；减法处理单元，所述减法处理单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一减法通道，所述第一减法通道分别与第一接收端子、第二接收端子和所述输出端子相连，其中，当所述第一减法通道工作在采样模式时，通过所述第一减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对所述第一信号和第二信号同时进行采样；当所述第一减法通道工作在放大模式时，通过所述第一减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对采样到的第一信号和第二信号进行减法处理以生成第一结果，并通过所述输出端子输出所述第一结果。2.根据权利要求1所述的开关电容减法装置，其特征在于，第三接收端子和第四接收端子，所述第三接收端子和第四接收端子分别用于接收第三信号和第四信号；所述减法处理单元还包括第二减法通道，所述第二减法通道分别与第三接收端子、第四接收端子和所述输出端子相连，其中，当所述第二减法通道工作在采样模式时，通过所述第二减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对所述第三信号和第四信号同时进行采样；当所述第二减法通道工作在放大模式时，通过所述第二减法通道、所述第一运算放大器和第二运算放大器对采样到的第三信号和第四信号进行减法处理以生成第二结果，并通过所述输出端子输出所述第二结果；其中，在所述第一减法通道工作在放大模式时所述第二减法通道工作在采样模式，并在所述第一减法通道工作在采样模式时所述第二减法通道工作在放大模式。3.根据权利要求2所述的开关电容减法装置，其特征在于，所述第一运算放大器具有第一同相输入端、第一反相输入端和输出端，所述第二运算放大器具有第一同相输入端、第一反相输入端和输出端，所述第一减法通道包括：第一开关，所述第一开关的一端与所述第二接收端子相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第一开关的另一端相连并具有第一节点，所述第一电容的另一端与所述第一运算放大器的第一反相输入端相连，其中，所述第一运算放大器的第一同相输入端与提供参考电压的参考电压提供端相连；第二开关，所述第二开关的一端与所述第一节点相连，所述第二开关的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；第一副开关，所述第一副开关的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第一副开关的另一端与所述参考电压提供端相连；第三开关，所述第三开关的一端与所述第一接收端子相连；第四开关，所述第四开关的一端与所述第一运算放大器的输出端相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述第三开关的另一端和所述第四开关的另一端均相连，所述第二电容的另一端与所述第二运算放大器的第一反相输入端相连并具有第二节点，其中，所述第二运算放大器的第一同相输入端与所述参考电压提供端相连；第二副开关，所述第二副开关的一端与所述第二电容的另一端相连，所述第二副开关的另一端与所述参考电压提供端相连；第五开关和第六开关；第三电容，所述第三电容的一端与所述第二节点相连，所述第三电容的另一端通过所述第五开关与所述参考电压提供端相连，所述第三电容的另一端还通过所述第六开关与所述第二运算放大器的输出端相连，其中，所述第二运算放大器的输出端还与所述输出端子相连。4.根据权利要求3所述的开关电容减法装置，其特征在于，当所述第一减法通道工作在采样模式时，控制所述第一开关、所述第三开关和所述第五开关以及所述第一副开关和所述第二副开关闭合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭龙，裴学用，郭先清，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44