一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法，对奇数列和偶数列分别使用不同的计数方式(称为新计数方式)，对于整个像素阵列对应列ADC(模数转换器)中的计数器，无论输入信号大小，使用新计数方式在第一阶段和第二阶段始终只有一半的计数器在工作，使得功耗保持了恒定，避免功耗波动，从而可以保证图像效果。以保证图像效果。以保证图像效果。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法


[0001]本专利技术涉及大面阵图像传感器芯片
，尤其涉及一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法。

技术介绍

[0002]当前广泛使用的大面阵图像传感器芯片基本都采用列ADC的读出方式，即传感器阵列的每一列有一个ADC电路，同一行像素同时完成AD转换以及读出。列ADC读出方式的优点是速度大大提高，并且列与列之间具有良好的一致性。
[0003]但是，与之而来的是行与行的差异问题变得更为突出，因为每行读出都相当于是完全独立的，没有任何相关性。当每行的信号不同时，每行读出时读出电路的工作状态也不相同，因此功耗也不相同，从而导致电源的波动，进而在图像上出现行噪声，更严重的出现行带问题。随着图像处理技术的进步以及应用需求的日益提升，该问题已经是图像传感器设计中至关重要的问题，也是市场上图像传感器评价的重要指标，因此，有必要研究列ADC功耗平衡的方法，以提升图像效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法，可以保持功耗恒定，提升图像效果。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法，包括：
[0007]像素阵列的每一列对应一个列ADC，通过列ADC完成像素阵列相应列像素信号的AD转换与读出，所述列ADC包括依次连接的比较器与计数器；
[0008]对奇数列和偶数列分别使用不同的计数方法，其中，偶数列ADC中的比较器输出高电平时，由对应计数器计数；奇数列ADC中的比较器输出低电平时，由对应计数器计数。
[0009]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，对奇数列和偶数列分别使用不同的计数方式(称为新计数方式)，对于整个像素阵列对应列ADC(模数转换器)中的计数器，无论输入信号大小，使用新计数方式在第一阶段和第二阶段始终只有一半的计数器在工作，使得功耗保持了恒定，避免功耗波动，从而可以保证图像效果。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0011]图1为本专利技术实施例提供的一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法的流程图；
[0012]图2为本专利技术实施例提供的图像传感器读出电路架构示意图；
[0013]图3为本专利技术实施例提供的列ADC工作原理图；
[0014]图4为本专利技术实施例提供的列ADC中计数器的计数说明示意图；
[0015]图5为本专利技术实施例提供的应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的新计数方式的原理图；
[0016]图6为本专利技术实施例提供的现有计数方式的计数器功耗示意图；
[0017]图7为本专利技术实施例提供的新计数方式下计数器功耗示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合本专利技术实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0019]首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
[0020]术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
[0021]术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
[0022]除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
[0023]下面对本专利技术所提供的一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法进行详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本专利技术实施例中所用元器件未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0024]本专利技术实施例针对现有列ADC图像传感器芯片中的行功耗差异问题，提出一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法，如图1所示，主要包括：像素阵列的每一列对应一个列ADC，通过列ADC完成像素阵列相应列像素信号的AD转换与读出，所述列ADC包括依次连接的比较器与计数器；对奇数列和偶数列分别使用不同的计数方法，其中，偶数列ADC中的比较器输出高电平时，由对应计数器计数；奇数列ADC中的比较器输出低电平时，由对应计数器计数。
[0025]为了直观的阐述本专利技术提供的方案，下面先针对现有方案进行介绍，在此基础上介绍本专利技术的方案。
[0026]如图2所示为常用的图像传感器芯片的读出电路。像素阵列(pixel array)的每一列对应一个列ADC(Column ADC)，一次完成一行像素(Pixel)的读出。每列ADC有比较器(Comparator)和计数器(Counter)两部分组成，其工作原理如图3所示，Pixel输出信号(Pixel signal)是一个台阶信号，其中初始较高电平阶段为像素(Pixel)的复位(reset)输出，较低电平为像素(Pixel)的光电转换信号(signal)输出，台阶的高度即需要进行量化的pixel信号量。Col_en表示比较器和counter的工作区间，分为两个阶段，两个阶段的脉冲总宽度记为Col_en1和Col_en2。Cnt_clk为counter计数的时钟。Pixel输出和一个Ramp信号(斜坡信号)做比较，比较器在两个阶段分别完成一次翻转，输出两个脉冲，其宽度分别为x1和x2。Col_en表示counter计数的时间段，因为x1和x2表征的是时间，所以完成AD转换还需要一个编码过程，把时间转换为码值，通过counter在这个时间内计数实现。Col_en1和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法，其特征在于，包括：像素阵列的每一列对应一个列ADC，通过列ADC完成像素阵列相应列像素信号的AD转换与读出，所述列ADC包括依次连接的比较器与计数器；对奇数列和偶数列分别使用不同的计数方法，其中，偶数列ADC中的比较器输出高电平时，由对应计数器计数；奇数列ADC中的比较器输出低电平时，由对应计数器计数。2.根据权利要求1所述的一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法，其特征在于，所述偶数列ADC中的比较器输出高电平时，由对应计数器计数包括：偶数列ADC中的比较器输入为相应偶数列的像素信号与Ramp信号；比较器对像素信号与Ramp信号进行比较，并在第一阶段与第二阶段分别完成一次翻转，获得偶数列ADC中比较器的输出，其中包含两个脉冲信号，第一个脉冲信号对应第一阶段，宽度为x1，第二个脉冲信号对应第二阶段，宽度为x2；由对应计数器的计数结果为x2
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x1。3.根据权利要求1所述的一种应用于大面阵图像传感器的列ADC功耗平衡的方法，其特征在于，奇数列ADC中的比较器输出低电平时，由对应计数器计数包括：奇数列ADC中的比较器输入为相应奇数列的像素信号与Ramp信号；比较器对像素信号与Ramp信号进行比较，并在第一阶段与第二阶段分别完成一次翻转，获得奇数列ADC中比较器的输出，再与计数器计数的时间段信号进行异或运算得到新的奇数列比较器的输出，其中包含输出两个脉冲信号，第一个脉冲信号对应第一阶段，宽度为x3，第二个脉冲信号对应第二阶段，宽度为x4；由对应计数器的计数结...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢东杨，鲁军阁，
申请(专利权)人：豪威科技北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：