比较电路、读出电路及图像传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种比较电路，应用于CMOS图像传感器，包括第一比较器、第二比较器、开关单元和预判逻辑单元，所述开关单元的另一端接工作电压，用于控制所述第一比较器进入开启状态或关闭状态，所述预判逻辑单元的第一输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述预判逻辑单元的第二输入端与所述第二比较器的输出端连接，用于接收所述第一比较信号和第二比较信号，以根据所述第一比较信号和所述第二比较信号输出控制所述开关单元导通或关断的开关控制信号，使得所述第一比较器的在开启状态和关闭状态之间切换，而无需实时处于开启状态，从而降低了所述第一比较器的功耗，降低了比较电路的功耗。本发明专利技术还提供了一种读出电路和图像传感器。传感器。传感器。

【技术实现步骤摘要】
比较电路、读出电路及图像传感器


[0001]本专利技术涉及图像传感器
，尤其涉及一种比较电路、读出电路及图像传感器。

技术介绍

[0002]传统CMOS图像传感器(CMOS image sensor，CIS)结构中，单积分模数转换电路(Single Slope Analog
‑
to
‑
Digital Converter，SS
‑
ADC)的功耗主要来自于比较器的静态电流，SS
‑
ADC即CIS的读出电路。而为了保证模数转换的速度、精度，比较器的静态电流大约在5μA，且在CIS工作期间，比较器一直处于开启状态。若CIS处理图像的规格为1000列、1000行，即100万像素，则有1000列的SS
‑
ADC，则比较器总的静态电流为5mA。若达到800万像素，则有4000列的SS
‑
ADC，则比较器总的静态电流将达到20mA。对于低功耗的应用来说，20mA的静态电流会导致功耗过高，从而使得CIS的应用受到极大的限制。
[0003]因此，有必要提供一种新型的比较电路、读出电路及图像传感器以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种比较电路、读出电路及图像传感器，以降低功耗。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的所述比较电路，应用于CMOS图像传感器，包括：
[0006]第一比较器，用于接收像素信号和第一斜波信号，以输出第一比较信号，所述第一比较信号作为所述比较电路的输出信号；
[0007]第二比较器，为动态比较器，用于接收所述像素信号和第二斜波信号，以输出第二比较信号，其中，所述第一斜波信号相对于所述第二斜波信号滞后阈值时间，且所述第一斜波信号的信号范围、斜率、电位与所述第二斜波信号的信号范围、斜率、电位完全相同；
[0008]开关单元，所述开关单元的一端连接所述第一比较器的工作电压端，所述开关单元的另一端接工作电压，用于控制所述第一比较器进入开启状态或关闭状态，所述第一比较器的接地端接地；以及
[0009]预判逻辑单元，所述预判逻辑单元的第一输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述预判逻辑单元的第二输入端与所述第二比较器的输出端连接，用于接收所述第一比较信号和第二比较信号，以根据所述第一比较信号和所述第二比较信号输出控制所述开关单元导通或关断的开关控制信号。
[0010]所述比较电路的有益效果在于：第二比较器为动态比较器，用于接收所述像素信号和第二斜波信号，以输出第二比较信号，所述开关单元的一端连接所述第一比较器的工作电压端，所述开关单元的另一端接工作电压，用于控制所述第一比较器进入开启状态或关闭状态，所述第一比较器的接地端接地，所述预判逻辑单元的第一输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述预判逻辑单元的第二输入端与所述第二比较器的输出端连接，用于接收所述第一比较信号和第二比较信号，以根据所述第一比较信号和所述第二比较信号
输出控制所述开关单元导通或关断的开关控制信号，使得所述第一比较器的在开启状态和关闭状态之间切换，而无需实时处于开启状态，从而降低了所述第一比较器的功耗，进而降低了比较电路的功耗。
[0011]可选地，所述预判逻辑单元为组合逻辑电路。
[0012]本专利技术还提供了一种读出电路，应用于CMOS图像传感器，包括：
[0013]所述比较电路，以及
[0014]计数器，所述计数器与所述第一比较器的输出端连接，用于输出数字信号。
[0015]所述读出电路的有益效果在于：降低了所述比较电路的功耗，进而降低了读出电路的功耗。
[0016]本专利技术还提供了一种图像传感器，包括：
[0017]像素阵列单元，用于感光后输出像素信号；
[0018]行选译码驱动单元，与所述像素阵列单元连接，用于驱动所述像素阵列单元；
[0019]斜波发生单元，用于产生第一斜波信号和第二斜波信号，所述第一斜波信号相对于所述第二斜波信号滞后阈值时间，且所述第一斜波信号的信号范围、斜率、电位与所述第二斜波信号的信号范围、斜率、电位完全相同；
[0020]至少一个所述读出电路，与所述像素阵列单元和所述斜波发生单元连接；
[0021]输出信号处理单元，与所述读出电路连接，以将所述数字信号转化为图像并输出；
[0022]时序控制单元，与所述行选译码驱动单元、所述斜波发生单元、所述读出电路以及所述输出信号处理单元连接，用于向所述行选译码驱动单元、所述斜波发生单元、所述读出电路以及所述输出信号处理单元发送时钟信号。
[0023]所述图像传感器的有益效果在于：降低了所述读出电路的功耗，进而降低了所述图像传感器的功耗。
[0024]可选地，所述像素阵列单元包括至少一个像素单元，所述像素单元包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管以及光电二极管，所述第一NMSO管的漏极连接工作电压，所述第一NMOS管的源极连接所述第二NMOS管的栅极和所述第三NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的栅极用于接收第一控制信号，所述第三NMOS管源极与所述光电二极管的负极连接，所述第三NMOS管的栅极用于接收第二控制信号，所述光电二极管的正极接地，所述第二NMOS管的漏极连接工作电压，所述第二NMOS管的源极与所述第四NMOS管的漏极连接，所述第四NMOS管的栅极用于接收第一控制信号，所述第四NMOS管的源极用于输出像素信号。其有益效果在于：便于感光以输出像素信号。
[0025]可选地，所述像素阵列单元还包括至少一条列输出线，所述列输出线与所述读出电路一一对应连接，一条所述列输出线与至少一个所述像素单元连接，以从所述像素单元接收所述像素信号。其有益效果在于：便于所述读出电路从所述像素单元接收所述像素信号。
附图说明
[0026]图1为本专利技术图像传感器的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术一些实施例中像素单元的电路示意图；
[0028]图3为本专利技术一些实施例中像素单元的时序示意图；
[0029]图4为本专利技术一些实施例中读出电路的电路示意图；
[0030]图5为本专利技术一些实施例中图像传感器的时序示意图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0032]针对现有技术存在的问题，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种比较电路，应用于CMOS图像传感器，其特征在于，包括：第一比较器，用于接收像素信号和第一斜波信号，以输出第一比较信号，所述第一比较信号作为所述比较电路的输出信号；第二比较器，为动态比较器，用于接收所述像素信号和第二斜波信号，以输出第二比较信号，其中，所述第一斜波信号相对于所述第二斜波信号滞后阈值时间，且所述第一斜波信号的信号范围、斜率、电位与所述第二斜波信号的信号范围、斜率、电位完全相同；开关单元，所述开关单元的一端连接所述第一比较器的工作电压端，所述开关单元的另一端接工作电压，用于控制所述第一比较器进入开启状态或关闭状态，所述第一比较器的接地端接地；以及预判逻辑单元，所述预判逻辑单元的第一输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述预判逻辑单元的第二输入端与所述第二比较器的输出端连接，用于接收所述第一比较信号和第二比较信号，以根据所述第一比较信号和所述第二比较信号输出控制所述开关单元导通或关断的开关控制信号。2.根据权利要求1所述的比较电路，所述预判逻辑单元为组合逻辑电路。3.一种读出电路，应用于CMOS图像传感器，其特征在于，包括：如权利要求1或2所述的比较电路，以及计数器，所述计数器与所述第一比较器的输出端连接，用于输出数字信号。4.一种图像传感器，其特征在于，包括：像素阵列单元，用于感光后输出像素信号；行选译码驱动单元，与所述像素阵列单元连接，用于驱动所述像素阵列单元；斜波发生单元，用于产生第一斜波信号和第二斜波信号，所述第一斜波信号相对于所述第二斜波信号滞后阈值时间，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡化，陈正，陈飞，芮松鹏，夏天，
申请(专利权)人：成都微光集电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：