一种像素阵列的输出电路，一列像素单元对应耦接一个模数转换单元，一个模数转换单元对应耦接K列像素单元；量化信号输入端和参考信号输入端连接至所述控制单元，所述第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入适于输入一对差分斜坡信号；所述模数转换单元基于所述量化信号输入端、参考信号输入端、第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入端接收到的信号进行量化处理，以输出量化结果；所述控制单元，适于在耦接至同一个模数转换单元的多列像素单元中任选两列，将位于其中一列上的一个像素单元提供的复位电压或信号电压输出至该模数转换单元的量化信号输入端，将位于另一列上的另一像素单元提供的复位电压输出至该模数转换单元的参考信号输入端。的参考信号输入端。的参考信号输入端。
【技术实现步骤摘要】
像素阵列的输出电路和图像传感器
[0001]专利技术涉及传感器领域，尤其涉及一种像素阵列的输出电路和图像传感器。
技术介绍
[0002]电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)图像传感器很长时间主宰着图像传感器市场，但其驱动电路和信号处理电路很难与像素阵列集成在一起，并且需要较高的工作电压，成本也较高。
[0003]CMOS图像传感器(CIS，CMOS Imaging Sensor)有着CCD图像传感器无法比拟的优点，例如可以与像素阵列和处理电路芯片集成，工作电压较低等。在CIS中，模数转换器(Analog
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Digital Converter，ADC)是读出电路中的一个重要组成部分，起到了连接模拟信号和数字信号的桥梁作用，所以模数转换器得精度和速度在很大程度上决定了CIS的性能。
[0004]公开号为CN 101867687A的中国专利申请公开一种模数转换器、固态图像传感器件以及相机系统，所述模数转换器包括:第一比较器，其将输入信号与作为具有预定极性的斜坡波的第一参考信号进行比较，并当输入信号与第一参考信号一致时，翻转其输出信号；第二比较器，其将输入信号与作为与第一参考信号具有不同极性的斜坡波的第二参考信号进行比较，并当输入信号与第二参考信号一致时，翻转其输出信号；以及计数器，其用于进行计数以测量第一比较器和第二比较器所用的比较时间，其中当第一比较器的输出信号和第二比较器的输出信号中的任何一个首先翻转时，计数器停止计数操作。该专利申请的技术方案可以减少功耗。
[0005]然而，从上述公开的专利申请的技术方案可以看出，每一列的像素单元连接一个数模转换器，数模转换器使用列ADC，而列ADC会带来行噪声，图像表现为横纹。通常需要暗列参考像素，或将电源噪声叠加到斜坡信号，或将电源噪声反向叠加到像素信号等方式来消除横纹。但是这种图像传感器的芯片面积较大。
技术实现思路
[0006]本专利技术解决的问题是现有图像传感器的芯片面积。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供一种像素阵列的输出电路，所述像素阵列包括M列像素单元，M≥2，所述输出电路包括：控制单元和N个模数转换单元，N≥1；一列像素单元对应耦接一个模数转换单元，一个模数转换单元对应耦接K列像素单元，K≥2；所述模数转换单元包括：量化信号输入端、参考信号输入端、第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入端；所述量化信号输入端和参考信号输入端连接至所述控制单元，所述第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入适于输入一对差分斜坡信号；所述模数转换单元基于所述量化信号输入端、参考信号输入端、第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入端接收到的信号进行量化处理，以输出量化结果；所述控制单元，适于在耦接至同一个模数转换单元的多列像素单元中任选两列，将位于其中一列上的一个像素单元提供的复位电压或信号电压输出至该模数
转换单元的量化信号输入端，将位于另一列上的另一像素单元提供的复位电压输出至该模数转换单元的参考信号输入端。
[0008]本专利技术还提供一种图像传感器，包括像素阵列以及上述输出电路。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0010]使用本专利技术提供的输出电路，每个模数转换单元对应多列像素单元，控制单元在耦接至同一个模数转换单元的多列像素单元中任选两列，一列输出作为参考信号，另一列输出作为量化信号，由此可以大大减小像素电源引入的横纹噪声，无需额外设置暗列参考像素来提供参考信号，大大减小了芯片面积。
附图说明
[0011]图1是本专利技术一实施例的图像传感器结构示意图；
[0012]图2是本专利技术一实施例的图像传感器结构示意图；
[0013]图3是本专利技术量化过程中各个信号线上的信号波形示意图；
[0014]图4是本专利技术一实施例的模数转换单元结构示意图；
[0015]图5是本专利技术一实施例的斜坡信号产生单元结构示意图；
[0016]图6是本专利技术一实施例的斜坡信号波形示意图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0018]本实施例提供一种像素阵列的输出电路。所述像素阵列包括M列像素单元，M≥2。所述输出电路包括：N个模数转换单元和控制单元，N≥1。
[0019]一列像素单元对应耦接一个模数转换单元，一个模数转换单元对应耦接K列像素单元，K≥2，可选的，K＝M/N。
[0020]所述模数转换单元包括：量化信号输入端、参考信号输入端、第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入端。
[0021]所述量化信号输入端和参考信号输入端连接至所述控制单元，所述第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入适于输入一对差分斜坡信号。所述模数转换单元基于所述量化信号输入端、参考信号输入端、第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入端接收到的信号进行量化处理，以产生量化信号。
[0022]所述控制单元，适于在耦接至同一个模数转换单元的多列像素单元中任选两列，将位于其中一列上的一个像素单元提供的复位电压或信号电压输出至该模数转换单元的量化信号输入端，将位于另一列上的另一像素单元提供的复位电压输出至该模数转换单元的参考信号输入端。
[0023]在本实施例中，一个模数转换单元对应耦接多列像素单元，所以，多列像素单元共用一个模数转换单元，这样可以减少模数转换单元数量，从而降低芯片面积。
[0024]一般情况下，像素电源噪声对量化信号和参考信号干扰的传递函数基本相同，差分斜坡信号差模电源抑制比也很强。因此，使用本实施例的输出电路，控制单元在耦接至同一个模数转换单元的多列像素单元中任选两列，一列输出作为参考信号，另一列输出作为
量化信号，由此可以大大减小像素电源引入的横纹噪声。
[0025]如图1所示，以像素阵列包括2行2列像素单元为例，图像传感器包括：像素阵列及其输出电路。像素阵列包括2行2列的像素单元。模数转换单元4对应耦接两列像素单元，即像素阵列的第1列像素单元和第2列像素单元。像素阵列的第1列像素单元包括：像素单元11和像素单元21。像素阵列的第2列像素阵列包括像素单元12和像素单元22。
[0026]同一个像素阵列中的像素单元结构相同。为了便于说明，仅对像素单元11的晶体管做出标识和说明，可以理解的是，其他像素单元也具有相同的结构。
[0027]在任一像素单元中，感光单元D连接传输管Tx输入端，传输管Tx输出端连接复位管Tst输入端、电源管Ts控制端和存储电容C；复位管Tst输出端连接电源管Ts输入端，电源管Ts输入端适于输入像素电源电压Vddpix；电源管Ts输出端连接行选通管Tsel输入端。
[0028]同一列像素单元中的行选通管输出端连接同一条位线，不同列的像素单元中的行选通管输出端连接不同的位线。例如，在第1列像素单元中，所有行选通管Tsel输出端连接至第1条本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种像素阵列的输出电路，所述像素阵列包括M列像素单元，M≥2，其特征在于，所述输出电路包括：控制单元和N个模数转换单元，N≥1；一列像素单元对应耦接一个模数转换单元，一个模数转换单元对应耦接K列像素单元，K≥2；所述模数转换单元包括：量化信号输入端、参考信号输入端、第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入端；所述量化信号输入端和参考信号输入端连接至所述控制单元，所述第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入适于输入一对差分斜坡信号；所述模数转换单元基于所述量化信号输入端、参考信号输入端、第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入端接收到的信号进行量化处理，以输出量化结果；所述控制单元，适于在耦接至同一个模数转换单元的多列像素单元中任选两列，将位于其中一列上的一个像素单元提供的复位电压或信号电压输出至该模数转换单元的量化信号输入端，将位于另一列上的另一像素单元提供的复位电压输出至该模数转换单元的参考信号输入端。2.如权利要求1所述的像素阵列的输出电路，其特征在于，所述模数转换单元包括：第一跨导比较器、第二跨导比较器、加法器和跨阻放大器；第一跨导比较器的正输入端和第二跨导比较器的负输入端分别连接所述量化信号输入端和参考信号输入端；第一跨导比较器的负输入端和第二跨导比较器的正输入端分别连接所述第一斜坡信号输入端和第二斜坡信号输入端；第一跨导比较器的输出端和第二跨导比较器的输出端连接加法器的输入端；所述加法器的输出端连接跨阻放大器的输入端。3.如权利要求1所述的像素阵列的输出电路，其特征在于，还包括：斜坡信号产生单元；所述斜坡信号产生单元包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和第二输出端适于输出所述一对差分斜坡信号；所述斜坡信号产生单...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐新楠，王方梅，
申请(专利权)人：锐芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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