读出电路以及感测装置制造方法及图纸

一种读出电路以及感测装置。读出电路用以产生影像数据，以表示由感测阵列所感测到的影像。读出电路包括取样/维持电路、模拟‑数字转换电路、第一与第二记忆库、以及输出电路。取样/维持电路对来自感测阵列的至少一输出信号执行取样/维持操作，以产生第一与第二取样信号。模拟‑数字转换电路分别根据第一与第二取样信号来产生第一与第二读出数据。第一与第二记忆库分别存储第一与第二读出数据。在第一模式下时，输出电路依序地输出第一与第二读出数据以作为影像数据。在第二模式下时，输出电路获得第一与第二读出数据之间的差以作为影像数据。

【技术实现步骤摘要】
读出电路以及感测装置
本专利技术是关于一种读出电路，且特别是关于一种读出电路，其可选择性地操作在单一斜坡式脉冲信号模式或双斜坡式脉冲模式。
技术介绍
互补式金氧半(metal-oxide-semiconductor，CMOS)影像感测器以广泛地用于各种应用，例如，数字相机。为了提高影像感测器的感测品质，影像感测器的读出电路通常对感测阵列所产生的感测信号执行相关二次取样(correlateddoublesampling，CDS)，以消除杂讯，例如感测像素的非一致性所导致的固定图像杂讯(fixedpatternnoise，FPN)。对于一影像感测装置而言，其读出电路仅采用一种斜坡模式(例如单一斜坡模式或双斜坡模式)来将感测信号转换为数字信号/数据。由于单一斜坡式脉冲模式以及双斜坡式脉冲模式各有不同缺点，采用一种斜坡模式的读出电路，将使影像感测器无法在影像品质与画面更新率(framerate)之间达到最佳化。
技术实现思路
根据本专利技术一实施例，本专利技术提供了一种读出电路，用以产生影像数据，以表示由感测阵列所感测到的影像。此读出电路包括取样/维持电路、模拟-数字转换电路、第一记忆库、第二记忆库、以及输出电路。取样/维持电路对来自感测阵列的至少一输出信号执行取样/维持操作，以产生第一取样信号以及第二取样信号。模拟-数字转换电路接收第一取样信号以及第二取样信号，且分别根据第一取样信号以及第二取样信号来产生第一读出数据以及第二读出数据。第一记忆库存储第一读出数据。第二记忆库存储第二读出数据。输出电路耦接第一记忆库以及第二记忆库，且接收第一输出数据以及第二输出数据。当读出电路操作在第一模式下时，输出电路依序地输出第一读出数据以及第二读出数据以作为影像数据。当读出电路操作在第二模式下时，输出电路获得第一读出数据与第二读出数据之间的差以作为影像数据。根据本专利技术一实施例，本专利技术提供了一种感测装置，其包括感测阵列、多个字符线、以及读出电路。感测阵列包括配置于多列与多行的多个感测像素。多个字符线耦接感测阵列。配置在相同列上的感测像素耦接相同的字符线。读出电路耦接字符线，且产生多个感测数据以表示由感测阵列所感测到的影像。读出电路包括分别耦接字符线的多个读出单元。每一读出单元产生对应的影像数据。每一读出单元包括取样/维持电路、模拟-数字转换电路、第一记忆库、第二记忆库、以及输出电路。取样/维持电路耦接对应的字符线以接收至少一输出信号，且对至少一输出信号执行取样/维持操作，以产生第一取样信号以及第二取样信号。模拟-数字转换电路接收第一取样信号以及第二取样信号，且分别根据第一取样信号以及第二取样信号来产生第一读出数据以及第二读出数据。第一记忆库存储第一读出数据。第二记忆库存储第二读出数据。输出电路耦接第一记忆库以及第二记忆库，且接收第一输出数据以及第二输出数据。当该读出电路操作在第一模式下时，输出电路依序地输出第一读出数据以及第二读出数据以作为对应的影像数据。当读出电路操作在第二模式下时，输出电路获得第一读出数据与第二读出数据之间的差以作为对应的影像数据。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。附图说明图1表示根据本专利技术一实施例的感测装置；图2A表示根据本专利技术一实施例，于单一斜坡式脉冲模式时感测装置1的操作示意图；图2B表示根据本专利技术一实施例，于双斜坡式脉冲模式时感测装置1的操作示意图；图3表示根据本专利技术一实施例，于单一斜坡式脉冲模式时，感测装置的主要信号的时序图；图4表示根据本专利技术一实施例，于双斜坡式脉冲模式时，感测装置的主要信号的时序图。【符号说明】1感测装置；10驱动器；11读出电路；11_1…11_m读出单元；12控制器；13感测阵列；20转移晶体管；21重置晶体管；22源极随耦器；23选择开关；24取样/维持电路；25模拟-数字转换电路；26记忆体；26A、26B记忆库(BANK)；27输出电路；110斜坡产生器；130、130(C1,R3)、130(C1,R4)感测像素；220输出晶体管；250比较器；251计数器；270、271多工器(MUX)；272减法器；BANKA、BANKB记忆库操作状态；BL1…BLm字符线；C1…Cm列；DOUT1…DOUTm影像数据；GND接地端；FN浮动扩散节点；Pramp30、Pramp40、Pramp41持续期间；Psense感测操作期间；PD感测元件；PRST重置相位；R1…Rn行；RAMP30、RAMP40、RAMP41斜坡式脉冲；RST重置信号；S110斜坡信号；S12A…S12G控制信号；S24_R3、S24_R4取样维持信号；S24_R3A、S24_R3B取样维持信号；S250_R3、S250_R4比较信号；S250_R3A、S250_R3B比较信号；S251_R3、S251_R4输出数据；S251_R3A、S251_R3B输出数据；S272有效读出数据；SEL1…SELn选择信号；S/H取样/维持电路的操作状态；SO_R3、SO_R4输出信号；T1…T4时间点；TX转移信号；VDD电压源。具体实施方式于下文中将参照相关附图以解说本专利技术的数个实施例的范例。图1是表示根据本专利技术一实施例的感测装置。如图1所示，感测装置1包括驱动器10、读出电路11、控制器12、及多个感测阵列13。感测阵列13包括多个感测像素130。如图1所示，感测像素130配置成多列C1～Cm以及多行R1～Rn，其中，m与n为大于或等于1的正整数。配置在相同列的感测像素130耦接相同的字符线。因此，感测装置1具有m条字符线BL1～BLm，分别对应列C1～Cm。驱动器10产生各种信号以控制感测像素130执行影像感测操作。驱动器10所产生的信号例如包括用来控制感测像素130的重置信号RST、转移信号TX、以及选择信号SEL1～SELn。需注意的是，配置在同一行的感测像素130受到相同的选择信号所控制。详细来说，选择信号SEL1～SELn则是分别控制配置在行R1～Rn的感测像素130。参阅图1，读出电路11包括多个读出单元11_1～11_m，分别耦接字符线BL1～BLm，以产生能表示感测阵列13所感测到的影像数据DOUT1～DOUTm。因此可知，配置在相同列的感测像素130透过相同的字符线耦接对应的读出单元，也就是说，配置在相同列的感测像素130所产生的信号是由同一读出单元来读取，以产生对应的影像数据。控制器12则产生至少一时序控制信号S12G至驱动器10，以控制驱动器10产生信号RST、TX以及SEL1～SELn的时序。控制器12还产生用来控制读出电路11的各种信号S12A～S12F(将于下文说明)。在图1的实施例中，感测像素130的架构可根据感测装置1的设计而有所不同。图2A与图2B是表示根据本专利技术一实施例的感测像素130与读出电路11的架构。为了能清楚的显示感测像素130，图2A与图2B仅显示配置在同一列的两个感测像素130，例如配置在列C1与行R3的感测像素130(以符号130(C1,R3)来表示)与配置在列C1与行R4的感测像素130(以符号130(C1,R4)来表示)。其他的感测像素130的架构相与图2A与图2B所示的架构相同。此外，图2A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种读出电路，其特征在于，用以产生一影像数据，以表示由一感测阵列所感测到的一影像，该读出电路包括：一取样/维持电路，对来自该感测阵列的至少一输出信号执行一取样/维持操作，以产生一第一取样信号以及一第二取样信号；一模拟‑数字转换电路，接收该第一取样信号以及该第二取样信号，且分别根据该第一取样信号以及该第二取样信号来产生一第一读出数据以及一第二读出数据；一第一记忆库，存储该第一读出数据；一第二记忆库，存储该第二读出数据；以及一输出电路，耦接该第一记忆库以及该第二记忆库，且接收该第一输出数据以及该第二输出数据；其中，当该读出电路操作在一第一模式下时，该输出电路依序地输出该第一读出数据以及该第二读出数据以作为该影像数据；以及其中，当该读出电路操作在一第二模式下时，该输出电路获得该第一读出数据与该第二读出数据之间的差以作为该影像数据。

【技术特征摘要】
2017.06.12 TW 1061194251.一种读出电路，其特征在于，用以产生一影像数据，以表示由一感测阵列所感测到的一影像，该读出电路包括：一取样/维持电路，对来自该感测阵列的至少一输出信号执行一取样/维持操作，以产生一第一取样信号以及一第二取样信号；一模拟-数字转换电路，接收该第一取样信号以及该第二取样信号，且分别根据该第一取样信号以及该第二取样信号来产生一第一读出数据以及一第二读出数据；一第一记忆库，存储该第一读出数据；一第二记忆库，存储该第二读出数据；以及一输出电路，耦接该第一记忆库以及该第二记忆库，且接收该第一输出数据以及该第二输出数据；其中，当该读出电路操作在一第一模式下时，该输出电路依序地输出该第一读出数据以及该第二读出数据以作为该影像数据；以及其中，当该读出电路操作在一第二模式下时，该输出电路获得该第一读出数据与该第二读出数据之间的差以作为该影像数据。2.根据权利要求1所述的读出电路，其特征在于，该感测阵列包括多个感测像素，且当该读出电路操作在该第一模式下时，该取样/维持电路对来自该感测阵列的一第一输出信号以及一第二输出信号执行该取样/维持操作，以分别产生该第一取样信号以及该第二取样信号，该第一输出信号以及该第二输出信号是由该感测阵列中不同的所述感测像素所产生。3.根据权利要求2所述的读出电路，其特征在于，当该读出电路操作在该第一模式下时，该模拟-数字转换电路根据一斜坡式脉冲与该第一取样信号来产生该第一读出数据，且根据该斜坡式脉冲与该第二取样信号来产生该第二读出数据。4.根据权利要求1所述的读出电路，其特征在于，该感测阵列包括多个感测像素，且当该读出电路操作在该第二模式下时，该取样/维持电路对来自该感测阵列的一第一输出信号执行该取样/维持操作以产生该第一取样信号以及该第二取样信号，该第一输出信号以及该第二输出信号是由该感测阵列中同一的该感测像素所产生。5.根据权利要求4所述的读出电路，其特征在于，当该读出电路操作在该第二模式下时，该模拟-数字转换电路根据一第一斜坡式脉冲与该第一取样信号来产生该第一读出数据，且根据一第二斜坡式脉冲与该第二取样信号来产生该第二读出数据，该第二斜坡式脉冲的持续期间大于该第一斜坡式脉冲的持续期间。6.根据权利要求1所述的读出电路，其特征在于，该输出电路包括：一第一多工器，该耦接该第一记忆库以及该第二记忆库以接收该第一输出数据以及该第二输出数据；一减法器，耦接该第一记忆库以及该第二记忆库以接收该第一输出数据以及该第二输出数据；以及一第二多工器，耦接该第一多工器的输出端以及该减法器的输出端，且产生该影像数据。7.根据权利要求6所述的读出电路，其特征在于，其中，当该读出电路操作在该第一模式下时，该第一多工器依序地将该第一读出数据与该第二读出数据输出至该第二多工器，且该第二多工器输出来自该第一多工器的该第一读出数据与该第二读出数据以作为该影像数据；以及其中，当该读出电路操作在该第二模式下时，该减法器计算该第一读出数据与该第二读出数据之间的差以产生一有效读出数据，以及该第二多工器输出来自该减法器的该有效出数据以作为该影像数据。8.根据权利要求1所述的读出电路，其特征在于，该模拟-数字转换器包括：一比较器，根据一斜坡信号分别对该第一输出信号以及该第二输出信号来执行一比较操作；以及一计数器，根据对应该第一输出信号的该比较操作的结果来进行一计数操作以产生该第一读出数据，且根据对应该第二输出信号的该比较操作的结果来进行该计数操作以产生该第二读出数据。9.根据权利要求8所述的读出电路，其特征在于，其中，当该读出电路操作在该第一模式下时，该比较器根据该斜坡信号的一第一斜坡式脉冲分别对该第一输出信号与该第二输出信号执行该比较操作；其中，当该读出电路操作在该第二模式下时，该比较器根据该斜坡信号的一第二斜坡式脉冲对该第一输出信号执行该比较操作，且根据该第一斜坡式脉冲对该第二输出信号执行该比较操作；以及其中，该第一斜坡式脉冲的持续期间大于该第二斜坡式脉冲的持续期间。10.一种感测装置，其特征在于，包括：一感测阵列，包括配置于多列与多行的多个感测像素；多个字符线，耦接该感测阵列，其中，配置在相同的该列上的所述多个感测像素耦接相同的该字符线；以及一读出电路，耦接所述多个字符线，且产生多个感测数据以表示由该...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆晓东，
申请(专利权)人：晶相光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71