相关双取样装置、信号处理装置以及信号处理方法制造方法及图纸

一种相关双取样装置包含第一处理单元与第二处理单元。所述第一处理单元用以接收重置信号、数据信号及预定信号。于第一操作模式中，所述第一处理单元用来获得所述重置信号的重置准位以及所述数据信号的第一数据准位，而所述第二处理单元用以储存所述重置准位与所述第一数据准位。于第二操作模式中，所述第一处理单元用来获得所述数据信号的第二数据准位，并将所述第二数据准位与所述预定信号作比较以产生检测结果，而所述第二处理单元用以依据所述检测结果来选择性地校正输出信号，其中所述输出信号依据所述重置准位与所述第一数据准位之间的准位差来决定。

【技术实现步骤摘要】
相关双取样装置、信号处理装置以及信号处理方法
本专利技术涉及图像传感器，尤其涉及一种用来检测或校正掩蚀/变暗（eclipse/darkle）现象（例如，暗阳（darksun）现象）的信号处理装置，以及其相关的信号处理方法与相关双取样装置。
技术介绍
许多可用来将光信号（opticalsignal）转换为电信号的光学传感图像感测系统（opticaltransducerimagesensorsystem）使用了相关双取样（correlateddoublesampling）的信号处理方法。上述相关双取样方法可藉由将光信号与重置信号（resetsignal）相减来产生像素数据（pixeldata）。该重置信号指示出用于图像单元（例如，像素（pixel））的第一级读出电路（firststagereadoutcircuitry）所对应的偏移量（offset）与初始值（initialvalue），而该光信号对应于该图像单元（例如，像素）的该第一级读出电路的操作结果。在光学传感图像感测系统用于感测强光的情形下，由于强光会扰动该重置信号，因此，降低了原本应该会呈现极大振幅的区域（亦即，相当明亮的区域）的信号强度，使得此区域呈现出强度是零（例如，呈现黑色或暗色）或强度减弱（例如，呈现灰色）的感测结果，而上述情形一般称为暗阳效应（dark-suneffect）。因此，需要一种创新的设计来检测并校正上述的暗阳效应。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种用来检测或校正掩蚀/变暗现象（例如，暗阳现象）的信号处理装置，以及其相关的信号处理方法与相关双取样装置，来解决上述问题。依据本专利技术的第一实施例/层面，其揭示一种相关双取样装置。该相关双取样装置包含第一处理单元以及第二处理单元。该第一处理单元用以接收重置信号、数据信号以及预定信号。于第一操作模式中，该第一处理单元用来获得该重置信号的重置准位以及该数据信号的第一数据准位。于第二操作模式中，该第一处理单元用来获得该数据信号的第二数据准位，并将该第二数据准位与该预定信号作比较以产生检测结果，其中该第一处理单元包含共用于该第一操作模式与该第二操作模式的至少一电路元件。该第二处理单元耦接于该第一处理单元，其中于该第一操作模式中，该第二处理单元用以储存该重置准位以及该第一数据准位，以及于该第二操作模式中，该第二处理单元用以依据该检测结果来选择性地校正输出信号，其中该输出信号依据该重置准位与该第一数据准位之间的准位差来决定。依据本专利技术的第二实施例/层面，其揭示一种信号处理装置。该信号处理装置包含相关双取样单元以及处理单元。该相关双取样单元用以接收重置信号以及数据信号、获得该重置信号与该数据信号所分别对应的重置准位与第一数据准位，以及依据该重置准位与该第一数据准位之间的准位差来输出输出信号。该处理单元耦接于该相关双取样单元，用以接收预定准位以及该数据信号的第二数据准位，以及将该第二数据准位与该预定准位作比较以产生检测结果，其中该检测结果指示出该准位差的质量。依据本专利技术的第三实施例/层面，其揭示一种用于相关双取样电路的信号处理方法。该相关双取样电路依据重置信号的重置准位与数据信号的第一数据准位之间的准位差来决定输出信号。该信号处理方法包含以下步骤：接收该数据信号的第二数据准位；以及将该第二数据准位与预定准位作比较以产生检测结果，其中该检测结果指示出该准位差的质量。相较于光电二极管，浮动扩散节点的灵敏度较低，故由重置准位所得到的灵敏度也会比较低，因此，对于仰赖比较重置准位与固定门坎值的传统方法来说，本专利技术所提供的掩蚀/变暗检测机制具有较佳的灵敏度以及较佳的功效。附图说明图1为图5所示的读出电路的相关双取样装置的实施例的示意图；图2为图1所示的相关双取样装置的实施范例的示意图；图3为图2所示的相关双取样装置的时序图；图4为本专利技术信号处理装置的实施例的功能方块示意图；以及图5为本专利技术图像传感器的实施例的示意图。具体实施方式本专利技术所提供的用来检测并校正掩蚀/变暗现象（例如，暗阳效应）的装置与方法可适用于将任一形式的信号转换为电信号并将两信号准位（level）相减的传感系统（transducersystem）。为了说明之需，本专利技术所揭示的实施例是参照光学图像感测系统（opticalimagesensorsystem）来说明的，以对本专利技术的技术特征有完整的了解。本领域技术人员应可了解由权利要求限定的特定实施方式可包含这些实施例中的一些或所有特征或者与下面描述的其它特征的结合，并且可进一步包含本文描述的特征或概念的修改和等价物以及采用近似本专利技术的概念的变化形式。在将本专利技术所提供的用于检测并校正掩蚀/变暗现象的装置与方法应用于图像传感器的情形下，可将固定准位与于信号转换的结束（attheendofsignaltransferperiod）的信号值作比较，来检测/校正因为高亮度的物体（例如，太阳、星星、激光源（lasersource）或其它光源）而产生的暗阳（或黑阳（blacksun））现象或灰阳现象（greysunphenomenon）。请参阅图5。图5为本专利技术图像传感器的实施例的示意图。图像传感器1包含传感器阵列（sensorarray）20以及读出电路（readoutcircuit）10。传感器阵列20包含多个像素（pixel）（未显示于图5中），其还包含多个光电二极管（photodiode）（未显示于图5中），而该多个光电二极管用来检测光线以产生多个数据信号（datasignal）。读出电路10可执行相关双取样（correlateddoublesampling，CDS）操作以接收多个重置信号与该多个像素的该多个数据信号，进而产生多个输出信号。请参阅图1。图1为图5所示的读出电路10的相关双取样装置的实施例的示意图。于此实施例中，相关双取样装置100可以是行放大器（columnamplifier），并可包含（但不限于）第一处理单元110以及耦接于第一处理单元的第二处理单元120。第一处理单元可用来接收重置信号S_R、数据信号S_D以及预定信号S_P。于第一操作模式中（将信号读出）（例如，一般的相关双取样操作），第一处理单元110自前一级电路（例如，包含光电二极管的像素）获得重置信号S_R的重置准位RL以及数据信号S_D的第一数据准位DL_1，而第二处理单元120则是用来储存重置准位RL以及第一数据准位DL_1。于第二操作模式中（检测暗阳效应），第一处理单元110用来将数据信号S_D的第二数据准位DL_2与预定信号S_P作比较，以产生检测结果DR。接下来，第二处理单元120用以依据检测结果DR来选择性地校正输出信号S_OUT，其中输出信号S_OUT依据重置准位RL与第一数据准位DL_1之间的准位差来决定。请注意，于此实施例中，本专利技术所提供的掩蚀/变暗机制基于第二数据准位DL_2的比较（而不是仰赖将重置准位RL与固定门坎值（constantthreshold）作比较）来执行检测/校正。由于浮动扩散节点（floatingdiffusionnode）的灵敏度（sensitivity）低于光电二极管的灵敏度，因此，本专利技术所提供的掩蚀/变暗检测机制具有较佳的功效。于另一实施例中，在该第二操作模式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相关双取样装置，包含：第一处理单元，用以接收重置信号、数据信号以及预定信号；于第一操作模式中，所述第一处理单元用来获得所述重置信号的重置准位以及所述数据信号的第一数据准位；以及于第二操作模式中，所述第一处理单元用来获得所述数据信号的第二数据准位，并将所述第二数据准位与所述预定信号作比较以产生检测结果，其中所述第一处理单元包含共用于所述第一操作模式与所述第二操作模式的至少一电路元件；以及第二处理单元，耦接于所述第一处理单元，其中于所述第一操作模式中，所述第二处理单元用以储存所述重置准位以及所述第一数据准位，以及于所述第二操作模式中，所述第二处理单元用以依据所述检测结果来选择性地校正输出信号，其中所述输出信号依据所述重置准位与所述第一数据准位之间的准位差来决定。

【技术特征摘要】
2013.03.13 US 13/802,5001.一种相关双取样装置，包含：第一处理单元，用以接收重置信号、数据信号以及预定信号；于第一操作模式中，所述第一处理单元用来获得所述重置信号的重置准位以及所述数据信号的第一数据准位；以及于第二操作模式中，所述第一处理单元用来获得所述数据信号的第二数据准位，并将所述第二数据准位与所述预定信号作比较以产生检测结果，其中所述第一处理单元包含共用于所述第一操作模式与所述第二操作模式的至少一电路元件；以及第二处理单元，耦接于所述第一处理单元，其中于所述第一操作模式中，所述第二处理单元用以储存所述重置准位以及所述第一数据准位，以及于所述第二操作模式中，所述第二处理单元用以依据所述检测结果来选择性地校正输出信号，其中所述输出信号依据所述重置准位与所述第一数据准位之间的准位差来决定。2.如权利要求1所述的相关双取样装置，其中当所述相关双取样装置进入所述第一操作模式时，所述第一处理单元作为放大器，以及当所述相关双取样装置进入所述第二操作模式时，所述第一处理单元作为比较器。3.如权利要求1所述的相关双取样装置，其中在所述相关双取样装置的数据信号读出期间，所述第一处理单元会在接收所述第一数据准位之后，接收所述第二数据准位。4.如权利要求1所述的相关双取样装置，其中当所述检测结果具有预定逻辑准位时，所述第二处理单元直接调整所述输出信号的信号准位以校正所述输出信号。5.如权利要求1所述的相关双取样装置，其中所述第二处理单元依据所述检测结果来选择性地校正所述重置准位与所述第一数据准位的至少其一，以选择性地校正所述输出信号。6.如权利要求5所述的相关双取样装置，其中当所述检测结果具有预定逻辑准位时，所述第二处理单元通过提升所述重置信号的所述重置准位来校正所述重置准位。7.如权利要求5所述的相关双取样装置，其中当所述检测结果具有预定逻辑准位时，所述第二处理单元通过降低所述数据信号的所述第一数据准位来校正所述第一数据准位。8.如权利要求1所述的相关双取样装置，还包含：控制单元，耦接于所述第一处理单元，用以产生多个控制信号，其中所述多个控制信号至少包含第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号、第五控制信号、第六控制信号以及第七控制信号；其中所述第一处理单元包含：放大器，具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中所述第二输入端耦接于参考电压；第一电容，耦接于第一特定端点与所述第一输入端之间；第二电容，耦接于所述第一输入端与第二特定端点之间；第一开关，用以依据所述第一控制信号来选择性地将所述重置信号与所述数据信号的其一耦接至所述第一特定端点；第二开关，用以依据所述第二控制信号来选择性地将所述预定信号耦接至所述第一特定端点；第三开关，用以依据所述第三控制信号来选择性地将所述第一输入端耦接至所述输出端；第四开关，用以依据所述第四控制信号来选择性地将所述第二特定端点耦接至所述输出端；第五开关，用以依据所述第五控制信号来选择性地将所述输出端耦接至所述第二处理单元，其中当所述第五开关由所述第五控制信号所导通时，所述第二处理单元会被允许接收所述检测结果；第六开关，用以依据所述第六控制信号来选择性地将所述输出端耦接至所述第二处理单元，其中当所述第六开关由所述第六控制信号所导通时，所述第二处理单元会被允许储存所述重置准位；以及第七开关，用以依据所述第七控制信号来选择性地将所述输出端耦接至所述第二处理单元，其中当所述第七开关由所述第七控制信号所导通时，所述第二处理单元会被允许储存所述第一数据准位。9.如权利要求8所述的相关双取样装置，其中当所述相关双取样装置操作于所述第一操作模式时，所述第三开关、所述第六开关以及所述第七开关会依序关断。10.如权利要求8所述的相关双取样装置，其中当所述相关双取样装置操作于所述第二操作模式时，所述第三开关与所述第四开关会关断，接着依序是所述第一开关会关断、所述第二开关会导通以及所述第五开关会导通。11.如权利要求1所述的相关双取样装置，其中所述第二处理单元包含：第一电容，耦接于第一特定端点与第一参考电压之间，用以储存所述重置准位；第二电容，耦接于第...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·穆阿扎米，印秉宏，米什拉·S·纳拉扬，米塔艾民，
申请(专利权)人：恒景科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71