比较器、比较方法、AD转换器、图像拾取器件、电子设备技术

本发明专利技术提供比较器、比较方法、AD转换器、图像拾取器件以及电子设备，该比较器将来自一像素的像素信号与参考信号相比较，其中，参考信号的偏移电平以阶梯方式改变。以及根据多个自动调零信号中的一个，执行自动调零以便将像素信号设置在所述参考信号的偏移电平，该多个自动调零信号具有指示自动调零的不同定时。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用 本申请要求于2012年11月8日提交的日本在先专利申请JP2012-246536的优先权，其全部内容通过引用结合于此。 
本公开涉及比较器，比较方法，AD转换器，固态图像拾取器件，以及电子设备，特别地，涉及用于抑制由于比较器输出的同时反转所引起的噪声的比较器，比较方法，AD转换器，固态图像拾取器件，以及电子设备。 
技术介绍
一种用作用于数码相机或类似设备的固态图像拾取器件的CMOS图像传感器（在下文中，将缩写为CIS）已经众所周知。 图1示出了现有技术中CIS的构造实例。这个CIS10布置有AD转换单元（以下简称ADC），该ADC被配置为执行相关双采样（CDS）作为数字信号处理以去除在像素信号中生成的噪声（例如，参见日本专利第4470700号）。 CIS10包括像素阵列单元11，行扫描单元12，列扫描单元13，时序控制单元14，为每个列布置的AD转换器（ADC）15，DAC16，以及数据输出单元17。 像素阵列单元11由以矩阵布置的大量像素111组成。行扫描单元12，列扫描单元13，以及时序控制单元14被配置为连续地读出像素阵列单元11的信号。行扫描单元12控制行地址和行扫描。列扫描单元13控制列地址和列扫描。时序控制单元14生成内部时钟信号。时序控制单元14也生成如下所述的自动调零信号AZ0。 每个ADC15是由比较器（CMP）151，异步双向计数器（CNT）152，以及开关153组成的积分型ADC。 由DAC16产生的一个共用参考信号和经由竖直信号线Vn（n=0,1,…，n+1）从一个像素111读出的与光电荷的量相对应的模拟像素信号被输入到每个比较器151。比较器151将参考信号和像素信号互相比较并且将比较结果的信号输出到异步双向计数器（在下文中，将简称为计数器）152。 图2示出了布置沿行方向的比较器151的电路构造的实例。连同上面提及的共用参考信号和像素信号，经由DAC16和图中未示出的信号线从时序控制单元14提供的共用自动调零信号AZ0被输入到每个比较器151。图3示出了共用自动调零信号，输入到每个比较器151的共用参考信号，以及共用自动调零信号的波形的实例。自动调零信号AZ0根据参考信号被布置于VO电平（即，偏移电平）的定时被布置为低电平。 每个比较器151跟随自动调零信号在参考信号和像素信号上执行自动调零，以及将比较结果的信号反转（比较器151的输出）。利用这个自动调零，可以在不受来自各个像素111的复位成分中的变化的影响的情况下布置计数器152的比较时期。 计数器152具有基于比较器151的比较结果和时钟CK执行向上/向下计数（或者向下计数）以保持与比较结果相对应的计数值的功能。开关153将计数器152和数据传输线18彼此连接并且基于来自列扫描单元13的扫描控制执行打开和关闭。包括与数据传输线18相对应的传感电路和减法电路的数据输出单元17被配置在数据传输线18上。 具有用作保持电路的计数器152被布置在向上计数（或者向下计数）状态中作为初始状态并且执行复位计数。当来自相应比较器151的比较结果被反转时，计数器152停止向上计数操作，并且保持计数值。这时，计数器152的初始值被布置为模数转换的进度（gradation）的任意值，例如，0。在这个复位计数周期过程中，各个像素111的复位成分被读出。此后，计数器152被布置在向下计数（或者向上计数）状态中并且执行与入射光量相对应的数据计数。当相应比较器151的比较结果被反转时，保持根据比较时期的计数值。根据来自列扫描单元13和数据传输线18的扫描，在计数器152中保持的计数值作为数字信号经由已经关闭的开关153被输入到数据输出单元17。 例如，列扫描单元13在从时序控制单元14提供起动脉冲STR和主时钟MCK时被激活，并且与驱动时钟CLK同步地驱动相应的选择线SEL，在CLK时钟中，主时钟MCK被布置为基准（a reference）以将计数器152的锁存数据（保持的计数值）读出至数据传输线18。 
技术实现思路
如上所述，共用参考信号和共用自动调零信号AZ0被输入到沿行方向布置的每个比较器151。因此，沿行方向无变化的对象的图像被采集的情形下，例如具有相似值的像素信号被输入到多数个比较器151，并且如图3中所示，多数个比较器151的反转定时分散的宽度（反转定时的变化）变窄。也就是说，多数个比较器151的输出被同时反转。 如上所述，当多数个比较器151的输出被同时反转时，由于IR降、电流波动等现象会产生有时可能影响其他信号线的噪声。因为在IR降发生前后的特性差被增加，所以在比较器151的后续步骤中也可能出现计数准确度下降以及由各个行之间的干扰引起的AD转换误差，或者图像品质劣化。当同时实现反转的列的数目增加时，上面提及的问题会更加严重。因此，当像素数目增加时，该影响也会增加。 考虑到上面提及的情况而做出本公开的技术方案，并且希望抑制由比较器输出的同时反转所引起的噪声。 根据本公开的实施方式，提供一种比较器，该比较器用于将来自一像素的像素信号与参考信号相比较，其中，参考信号的偏移电平以阶梯方式改变，以及根据多个自动调零信号中的一个，执行自动调零以将像素信号布置为所述参考信号的偏移电平，该多个自动调零信号具有用于指示自动调零的不同定时。 多个比较器可以被布置在与以矩阵布置的像素的行相对应的行方向上，并且多个自动调零信号可以由沿行方向布置的多个比较器选择性地接收。 沿行方向布置的比较器可以被分成多个组，以及多个不同的自动调零信号以重复的方式连续地被输入到每个由预定数量的所述比较器组成的组。 多个不同的自动调零信号能够以重复的方式被连续地输入到沿行方向布置的每个所述比较器。 根据本公开的实施方式的比较器可以包括分散单元，该分散单元用于将所述多个不同的自动调零信号选择性地输出到沿行方向布置的所述多个比较器。 多个自动调零信号以指示自动调零的定时彼此重叠的方式设置。 多个自动调零信号以指示自动调零的定时不彼此重叠的方式设置。 根据本公开的实施方式，提供了一种用于被配置为将来自像素的像素信号与参考信号相比较的比较器的比较方法，其中，参考信号的偏移电平以阶梯方式改变，所述方法包括：使所述比较器根据多个自动调零信号中的一个执行自动调零以将像素信号设置为参考信号的偏移电平，其中，多个自动调零信号具有用于指示自动调零的不同定时。 根据本公开的另一个实施方式，提供的AD转换器，包括：比较器，用于比较来自像素的像素信号与偏移电平以阶梯方式改变的参考信号，并且根据具有不同的指示自动调零的定时的多个自动调零信号中的一个执行自动调零以便将像素信号设置在所述参考信号的偏移电平；以及计数器，用于在所述比较器的输出被反转之前的时段内在输入时钟信号的两个边缘执行计数，并且输出在先计数值的增加值或者减少值以及在后的计数值。 根据本公开的另一个实施方式，提供的固态图像拾取器件，包括：像素单元，由被配置为根据入射光输出像素信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种比较器，被配置为将来自一像素的像素信号与参考信号相比较，其中，所述参考信号的偏移电平以阶梯方式改变，以及根据多个自动调零信号中的一个，执行自动调零以将所述像素信号设置在所述参考信号的所述偏移电平，所述多个自动调零信号具有用于指示所述自动调零的不同定时。

【技术特征摘要】
2012.11.08 JP 2012-2465361.一种比较器，被配置为将来自一像素的像素信号与参考信号相比较，
其中，所述参考信号的偏移电平以阶梯方式改变，以及
根据多个自动调零信号中的一个，执行自动调零以将所述像素
信号设置在所述参考信号的所述偏移电平，所述多个自动调零信号
具有用于指示所述自动调零的不同定时。
2.根据权利要求1所述的比较器，
其中，所述比较器是沿与以矩阵布置的像素的行相对应的行方
向布置的多个比较器中的一个，以及
其中，所述多个自动调零信号由沿所述行方向布置的所述多个
比较器选择性地接收。
3.根据权利要求2所述的比较器，
其中，沿所述行方向布置的所述多个比较器被分成多个组，每
个组由预定数量的比较器组成，以及
其中，多个不同的所述自动调零信号重复地依次被输入到每个
均由所述预定数量的比较器组成的所述多个组中的一个。
4.根据权利要求2所述的比较器，
其中，多个不同的所述自动调零信号重复地依次被输入到沿所
述行方向布置的所述多个比较器中的一个。
5.根据权利要求2所述的比较器，包括：
分散单元，被配置为将多个不同的所述自动调零信号选择性地
输出到沿所述行方向布置的所述多个比较器。
6.根据权利要求2所述的比较器，
其中，所述多个自动调零信号以用于指示所述自动调零的定时
彼此重叠的方式被设置。
7.根据权利要求2所述的比较器，
其中，所述多个自动调零信号以用于指示所述自动调零的定时
不彼此重叠的方式被设置。
8.根据权利要求1所述的比较器，其中，所述多个自动调零信号由自
动调零控制单元产生。
9.一种用于被配置为将来自像素的像素信号与参考信号相比较的比较
器的比较方法，其中，所述参考信号的偏移电平以阶梯方式改变，
所述方法包括：
使所述比较器根据多个自动调零信号中的一个执行自动调零

【专利技术属性】
技术研发人员：中原辰德，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：