发明名称 影像感测装置中的关联性双重取样放大器
摘要 一种用于影像感测装置的关联性双重取样放大器,包含多个电容器以及一开关网路。其中该开关网路耦接至该些电容器以及影像感测装置的像素。开关网路的配置使电容器并联,产生初始的关联性双重取样的差额电压;以及之后使电容器串联,产生最终的关联性双重取样的差额电压,而最终的差额电压是初始的差额电压的倍数。
申请公布号 TWI257810 申请公布日期 2006.07.01
申请号 TW094101114 申请日期 2005.01.14
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 林秀宪
分类号 H04N5/335;H04N5/21 主分类号 H04N5/335
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种关联性双重取样(CDS)放大器,包括: 多个电容器;以及 一开关网路,耦接至该些电容器以及一影像感测装 置的一像素; 其中当产生一初始关联性双重取样的差额电压,该 开关网路使电容器并联;以及之后又使电容器串联 ,产生一最终的关联性双重取样的差额电压,该最 终的CDS的差额电压是该初始的CDS的差额电压的倍 数。 2.如申请专利范围第1项所述的关联性双重取样(CDS )放大器,其中该初始的关联性双重取样的差额电 压是一重设电压及用于该像素中影像的信号电压 之间的差値。 3.如申请专利范围第1项所述的关联性双重取样(CDS )放大器,其中该最终的关联性双重取样的差额电 压是N倍该初始的关联性双重取样的差额电压,N是 整数。 4.如申请专利范围第3项所述的关联性双重取样(CDS )放大器,其中该些电容器,包括: 一第一组N个电容器耦接至一斜波信号产生器和该 像素相连;以及 一第二组N个电容器耦接至该像素和一输出节点, 该输出节点产生的电压作为类比对数位转换器的 输入电压; 以及其中该开关网路,包括: 一像素取样开关,耦接至该像素与每一该第一组和 该第二组N个电容器。 5.如申请专利范围第4项所述的关联性双重取样(CDS )放大器,其中该斜波信号产生器产生一初始的斜 波电压,直到该最终的关联性双重取样的差额电压 形成。 6.如申请专利范围第5项所述的关联性双重取样(CDS )放大器,其中藉由一控制器控制该开关网路,使该 第一组N个电容器并联且使该第二组N个电容器也 并联,用于在信号取样期间,在输出节点由该初始 斜波电压产生该初始的CDS差额电压偏移。 7.如申请专利范围第6项所述的关联性双重取样(CDS )放大器,用于在信号取样后,以在输出节点由该初 始斜波电压产生该最终的CDS差额电压偏移,有该控 制器控制该开关网路,使该第一组N个电容器串联 且使该第二组N个电容器也串联。 8.如申请专利范围第1项所述的关联性双重取样(CDS )放大器,其中该影像感测装置为互补式金属氧化 物半导体影像感测器(CMOS image sensor)型。 9.一种影像感测装置,包括: 一像素,用以产生一重设电压和一影像信号电压; 一关联性双重取样放大器,用于由该重设电压和该 影像信号电压产生初始的关联性双重取样的差额 电压,以及用于产生一最终的关联性双重取样的差 额电压,该最终的CDS差额电压为该初始的CDS差额电 压的倍数;以及 一类比对数位转换器,用于转换该最终的关联性双 重取样的差额电压,将该最终的CDS的差额电压由类 比信号转变成数位信号。 10.如申请专利范围第9项所述的影像感测装置,其 中该关联性双重取样放大器包括: 多个电容器;以及 一开关网路,耦接至该些电容器和该像素; 以及其中该影像感测装置更包括: 一控制器使该开关网路让该些电容器并联,用以产 生该初始的关联性双重取样差额电压;然后又使之 串联,用以产生该最终的关联性双重取样差额电压 。 11.如申请专利范围第10项所述的影像感测装置,其 中该最终的关联性双重取样差额电压为该初始的 关联性双重取样差额电压的N倍,N是整数。 12.如申请专利范围第11项所述的影像感测装置,其 中该些电容器包括: 一第一组N个电容器耦接至一斜波信号产生器和该 像素;以及 一第二组N个电容器耦接至该像素和一输出节点, 该输出节点处产生该类比对数位转换器的一输入 电压; 以及其中该开关网路包括: 一像素取样开关,耦接至该像素以及每一该第一组 和该第二组N个电容器。 13.如申请专利范围第12项所述的影像感测装置,在 该初始的关联性双重取样差额电压产生前,该斜波 信号产生器产生一初始的斜波电压;以及其中该类 比对数位转换器包含一比较器,将该输出节点上的 该输入电压与该初始的斜波电压进行比较。 14.如申请专利范围第13项所述的影像感测装置,其 中该控制器控制该开关网路,使第一组N个电容器 并联且第二组N个电容器也并联,用以在一信号取 样期间产生该输入电压,即该最初的关联性双重取 样差额电压偏移来自该初始的斜波电压;以及 其中该控制器控制该开关网路,使第一组N个电容 器串联且第二组N个电容器也串联,用以在该信号 取样之后产生该输入电压,即该最初的关联性双重 取样差额电压偏移来自该初始的斜波电压。 15.如申请专利范围第9项所述的影像感测装置,其 中该影像感测装置为互补式金属氧化物半导体影 像感测器(CMOS image sensor)型。 16.一种关联性双重取样方法,在影像感测装置中应 用,包括: 配置一开关网路,使多组电容器的每组电容器并联 ,用于一像素产生一初始的关联性双重取样差额电 压;以及 配置该开关网路,使多组电容器的每组电容器串联 ,用于产生一最终的关联性双重取样差额电压,该 最终的关联性双重取样差额电压为该初始的关联 性双重取样差额电压的倍数。 17.如申请专利范围第16项所述的关联性双重取样 方法,其中该初始的关联性双重取样差额电压是一 重设电压与用于该像素的影像信号电压之差値。 18.如申请专利范围第16项所述的关联性双重取样 方法,该些电容器包括第一组N个电容器耦接至一 斜波信号产生器与该像素;且包括第二组N个电容 器耦接至该像素与一输出节点,对一类比对数位转 换器产生一输入电压;以及其中该开关网路,包含 一像素取样开关,耦接至该像素与每一该第一组和 该第二组电容器之间。 19.如申请专利范围第18项所述的关联性双重取样 方法,其中该斜波信号产生器产生一初始的斜波电 压,直到产生该最终的关联性双重取样差额电压为 止,该关联性双重取样方法更包括: 配置该开关网路,使第一组N个电容器并联及使第 二组N个电容器也并联,用于在一信号取样期间,以 在该输出节点由该初始斜波电压产生该初始的CDS 差额电压偏移;以及 配置该开关网路,使第一组N个电容器串联及使第 二组N个电容器也串联,用于在该信号取样期后,以 在该输出节点由该初始斜波电压产生该最终的CDS 差额电压偏移。 20.如申请专利范围第16项所述的关联性双重取样 方法,其中该影像感测装置为互补式金属氧化物半 导体影像感测器(CMOS image sensor)型。 图式简单说明: 图1为按先前技术绘示出一个典型的互补式金属氧 化物半导体影像感测器的单元方块,将单个像素信 号转换为数位信号。 图2为按先前技术绘示出图1所示的互补式金属氧 化物半导体影像感测器的单元方块的运行时间图 表。 图3为按先前技术绘示出包括一个预放大器的典型 的互补式金属氧化物半导体影像感测器的单元方 块。 图4为根据本发明的一个实施例所绘示出的一种互 补式金属氧化物半导体影像感测装置的单元方块, 包括一个关联性双重取样放大器。 图5为根据本发明的一个实施例所绘示出图4所示 互补式金属氧化物半导体影像感测器的单元方块 的运行时间图表。 图6为根据本发明的一个实施例所绘示出关联性双 重取样放大器用于N倍放大关联性双重取样的差额 电压。 图7为根据本发明的一个实施例所绘示出包含图4 元件的影像感测装置的方块图。
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