图像传感器制造技术

本发明专利技术提供一种可以通过降噪来提高ISO灵敏度的图像传感器，其包括：具有多个图像捕获元件的像素阵列PXA；以及接收从像素阵列PXA并行供应的像素数据的ADC电路1。ADC电路1包括：根据数字代码DCD来输出参考信号SD_0至SD_m的参考信号生成电路；比较参考信号SD_0至SD_m与像素数据的比较电路CP，ADC电路输出数字代码DCD，参考信号SD_0至SD_m与像素数据在该数字代码DCD处彼此匹配。参考信号生成电路包括：斜坡信号生成电路RAMP_G，其输出相对于数字代码DCD的改变具有斜率的斜坡信号RAMP，在当数字代码DCD处于第一范围时及其处于第二范围时斜率是不同的；接收要供应的斜坡信号RAMP并输出在数字代码处于第一范围时与数字代码处于第二范围时具有相同的斜率的参考信号SD_0至SD_m的衰减器ATT。m的衰减器ATT。m的衰减器ATT。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]于2021年7月20日提交的日本专利申请No.2021
‑
119572的公 开内容，包括说明书、附图和摘要在内，通过引用全部并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种图像传感器(image sensor)，并且涉及例如包括 模拟/数字(以下也称为ADC)电路和像素阵列的图像传感器，该像 素阵列具有以阵列形式布置的多个图像捕获元件，该图像传感器将从 像素阵列输出的像素数据转换为数字信号并且输出数字信号。

技术介绍

[0004]下面列出了所公开的技术。
[0005][专利文件]日本未审查专利申请公开No.2014
‑
90325
[0006]例如，在专利文件1中描述了一种图像传感器(固态图像捕获元 件)，其包括与像素阵列、ADC电路和斜波发生器相对应的成像传 感器(imaging sensor)。

技术实现思路

[0007]将从像素阵列输出的像素数据转换为数字信号的ADC电路例如 是这样的ADC电路，该ADC电路将像素数据与根据数字代码而变化 的斜坡信号进行比较，并输出数字代码的值作为与像素数据相对应的 数字信号，例如斜坡信号和像素数据在该数字代码的值处彼此匹配。 根据本专利技术人的研究，已经发现，当例如几十μV的噪声(诸如热噪 声和闪光噪声)叠加在斜坡信号上时，由ADC电路转换的数字信号 在被显示在屏幕上时常常被识别为水平线。
[0008]人眼对暗光比对亮光更敏感。因此，特别是当在将由暗光的图像 捕获所产生的像素数据转换为数字信号时，在斜坡信号上叠加噪声 时，屏幕上的水平线容易被注意到，并且ISO灵敏度的改进受到限制。
[0009]专利文件1没有描述由于噪声叠加在斜坡信号上而使水平线容易 被注意到。
[0010]本申请中公开的专利技术的典型方面的概述将简要描述如下：
[0011]一种图像传感器，包括：具有多个图像捕获元件的像素阵列和接 收从像素阵列并行供应的像素数据的ADC电路。ADC电路包括：根 据数字代码来输出参考信号的参考信号生成电路；以及比较参考信号 和像素数据的比较电路，并且该ADC电路输出参考信号和像素数据 在其处具有预定关系的数字代码。在这种情况下，参考信号生成电路 包括：斜坡信号生成电路，其输出相对于数字代码的改变具有斜率的 斜坡信号，该斜率在当数字代码处于第一范围时以及当数字代码处于 与第一范围不同的第二范围时是不同的；以及衰减器，其接收要供应 的斜坡信号并输出参考信号，该参考信号具有在当数字代码处于第一 范围时与当数字代码处于第二范围时相同的斜率。
[0012]根据本说明书的描述和附图，其它目的和新颖性特征将是显而易 见的。
[0013]根据一个实施例，可以提供一种图像传感器，在该图像从传感器 中可以通过降噪来提高ISO灵敏度。
附图说明
[0014]图1是示出根据第一实施例的图像传感器的配置的框图。
[0015]图2是用于解释根据第一实施例的图像传感器的操作的图。
[0016]图3是用于解释根据第一实施例的图像传感器的操作的图。
[0017]图4A是用于解释根据第一实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0018]图4B是用于解释根据第一实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0019]图4C是用于解释根据第一实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0020]图5A是用于解释根据第一实施例的斜坡信号生成电路的图。
[0021]图5B是用于解释根据第一实施例的斜坡信号生成电路的图。
[0022]图5C是用于解释根据第一实施例的斜坡信号生成电路的图。
[0023]图6是用于解释根据第一实施例的修改性示例的图像传感器的示 图。
[0024]图7A是用于解释根据第一实施例的修改性示例的图像传感器的 波形图。
[0025]图7B是用于解释根据第一实施例的修改性示例的图像传感器的 波形图。
[0026]图7C是用于解释根据第一实施例的修改性示例的图像传感器的 波形图。
[0027]图8A是用于解释在根据第一实施例的图像传感器中生成的问题 的波形图。
[0028]图8B是用于解释在根据第一实施例的图像传感器中生成的问题 的波形图。
[0029][0030]图9是示出根据第二实施例的图像传感器的配置的框图。
[0031]图10是用于解释根据第二实施例的计算器的图。
[0032]图11A是用于解释根据第二实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0033]图11B是用于解释根据第二实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0034]图11C是用于解释根据第二实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0035]图12是示出根据第三实施例的图像传感器的配置的框图。
[0036]图13A是用于解释根据第三实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0037]图13B是用于解释根据第三实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0038]图14是示出根据第四实施例的图像传感器的配置的框图。
[0039]图15A是用于解释根据第四实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0040]图15B是用于解释根据第四实施例的图像传感器的操作的波形 图。
[0041]图16是根据第一实施例的图像传感器的示意性平面图。
具体实施方式
[0042]以下是关于本专利技术的各实施例参考附图的解释。注意，仅公开了 一个示例，并且本领域技术人员容易想到的、保持本专利技术概念的适当 修改显然在本专利技术的范围内。
[0043]在本说明书和每个附图中，与前面针对已经描述的附图所描述的 元件类似的元件用相同的附图标记来标示，并且在一些情况下适当地 省略其详细描述。
[0044]在以下解释中，将解释包括布置在一个半导体芯片上的像素阵列 和ADC电路的图像传感器的示例。然而，本专利技术不限于此。例如， 像素阵列和ADC电路可以被布置在不同的半导体芯片上。
[0045](第一实施例)
[0046]<整体配置>
[0047]图16是根据第一实施例的图像传感器的示意性平面图。虽然图 像传感器100由布置在一个半导体芯片上的多个电路块构成，但是在 附图中仅图示了对于解释必要的电路块。在图16中，术语“Pix”表 示捕获图像的图像捕获元件。多个图像捕获元件Pix以阵列形式被布 置以配置像素阵列PXA。
[0048]虽然没有特别限制，但是在像素阵列PXA中布置在相同列(像 素列)上的多个图像捕获元件连接到像素数据线，而在读取时同时选 择布置在其中的相同行(像素行)上的多个图像捕获元件。在图16 中，像素行被例示为PIL_0至PIL_n，并且像素数据线被例示为PID_0 至PID_m。
[0049]像素阵列PXA的像素数据线PID_0到PID_m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：像素阵列，具有多个图像捕获元件；以及ADC电路，接收要从所述像素阵列并行供应的像素数据，所述ADC电路包括：参考信号生成电路，根据数字代码来输出参考信号；以及比较电路，比较所述参考信号和所述像素数据，以及所述ADC电路输出数字代码，所述参考信号和所述像素数据在所述数字代码处具有预定关系，其中所述参考信号生成电路包括：斜坡信号生成电路，所述斜坡信号生成电路输出斜坡信号，所述斜坡信号相对于所述数字代码的改变具有斜率，所述斜率在当所述数字代码处于第一范围时以及当所述数字代码处于第二范围时不同，所述第二范围不同于所述第一范围；以及衰减器，接收要供应的所述斜坡信号并输出所述参考信号，所述参考信号具有在当所述数字代码处于第一范围时以及当所述数字代码处于第二范围时相同的斜率。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述比较电路包括与并行供应的所述像素数据相对应的多个比较器，所述ADC电路包括与所述多个比较器相对应的多个锁存器电路，所述数字代码被供应给所述多个比较器，以及，当对应的比较器示出所述像素数据和所述数字代码彼此匹配时，所述锁存电路将所述数字代码保持为与所述像素数据相对应的数字代码。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述衰减器包括对所述斜坡信号的电压进行分压的分压电路。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述参考信号生成电路包括：代码生成电路，生成代码；以及计算器，所述计算器接收由所述代码生成电路生成的所述代码并输出所述数字代码；当从所述第一范围改变到所述第二范围时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：森下玄，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：