[go: up one dir, main page]

TW201815157A - 影像感測器中減少垂直固定圖案雜訊之類比顫動 - Google Patents

影像感測器中減少垂直固定圖案雜訊之類比顫動 Download PDF

Info

Publication number
TW201815157A
TW201815157A TW106132875A TW106132875A TW201815157A TW 201815157 A TW201815157 A TW 201815157A TW 106132875 A TW106132875 A TW 106132875A TW 106132875 A TW106132875 A TW 106132875A TW 201815157 A TW201815157 A TW 201815157A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
reference voltage
coupled
voltage
control signal
capacitor
Prior art date
Application number
TW106132875A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI648989B (zh
Inventor
林盈侃
育昇 楊
鄧黎平
Original Assignee
美商豪威科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商豪威科技股份有限公司 filed Critical 美商豪威科技股份有限公司
Publication of TW201815157A publication Critical patent/TW201815157A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI648989B publication Critical patent/TWI648989B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0617—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
    • H03M1/0634—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale
    • H03M1/0636—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the amplitude domain
    • H03M1/0639—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the amplitude domain using dither, e.g. using triangular or sawtooth waveforms
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/618—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise for random or high-frequency noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • H04N25/677—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction for reducing the column or line fixed pattern noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/50—Analogue/digital converters with intermediate conversion to time interval
    • H03M1/56—Input signal compared with linear ramp

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

本文中揭示成像系統中用於減少垂直固定圖案雜訊之設備及方法。一種實例性設備可包含：一類比顫動電路，其經耦合以在一類比轉數位轉換操作期間回應於一隨機二進制信號而將一偏移電壓隨機添加至第一參考電壓；及一斜坡產生器電路，其經耦合以接收該第一參考電壓且作為回應而提供一第二參考電壓，其中該隨機添加至該第一參考之偏移電壓亦存在於該第二參考電壓中。

Description

影像感測器中減少垂直固定圖案雜訊之類比顫動
本發明一般而言係關於影像感測器，且特定而言但非排他地關於在影像感測器中使用類比顫動來減少/消除垂直固定圖案雜訊。
影像感測器已變得普遍存在。其廣泛用於數位靜態相機、蜂巢式電話、安全攝影機以及醫療、汽車及其他應用中。用於製造影像感測器之技術已不斷快速地進展。舉例而言，較高解析度及較低功率消耗之需求已促進了此等裝置之進一步小型化及整合。 各種固定圖案雜訊(諸如垂直固定圖案雜訊)可致使一影像中不想要之垂直條紋及條帶。此類垂直固定圖案雜訊可由自像素讀出電壓之行中心電路之個別回應性之不同導致。行中心電路之間之差異可產生影像之不想要之差異。 已採用諸多技術來緩解垂直固定圖案雜訊之效應及增強影像感測器效能。然而，此等方法中之某些方法不可完全消除垂直固定圖案雜訊之效應。
本文中闡述使用一類比顫動電路來減少/消除垂直固定圖案雜訊之一影像感測器之一設備及方法之實例。在以下說明中，陳述眾多特定細節以提供對實例之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認識到，本文中所闡述之技術可在不具有該等特定細節中之一或多者之情況下實踐或者可藉助其他方法、組件、材料等來實踐。在其他例項中，未詳細展示或闡述眾所周知之結構、材料或操作以避免使特定態樣模糊。 在本說明書通篇中對「一項實例」或「一項實施例」之提及意指結合實例所闡述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一項實例中。因此，貫穿本說明書之各種位置中之片語「在一項實例中」或「在一項實施例中」之出現未必全部指代同一實例。此外，在一或多項實例中可以任何適合方式組合該等特定特徵、結構或特性。 貫穿本說明書，使用數個技術術語。此等術語應理解為其在所屬領域中之普通含義，除非本文中另外具體定義或其使用之內容脈絡將另外清晰地暗示。應注意，在本文件中，元件名稱及符號可互換使用(例如，Si與矽)；然而，其兩者具有相同含義。 圖1圖解說明根據本發明之一實施例之一成像系統100之一項實例。成像系統100包含像素陣列102、控制電路104、讀出電路108及功能邏輯106。在一項實例中，像素陣列102係光電二極體或影像感測器像素(例如，像素P1、P2…、Pn)之一個二維(2D)陣列。如所圖解說明，光電二極體被配置成若干列(例如，列R1至Ry)及若干行(例如，行C1至Cx)以獲取一人、地點、物件等之影像資料，該影像資料可然後用於再現該人、地點、物件等之一個2D影像。然而，光電二極體不必配置成若干列及若干行且可採取其他構形。 在一項實例中，在像素陣列102中之每一影像感測器光電二極體/像素已獲取其影像資料或影像電荷之後，該影像資料由讀出電路108讀出且然後被傳送至功能邏輯106。讀出電路108可經耦合以自像素陣列102中之複數個光電二極體讀出影像資料。在各種實例中，讀出電路108可包含放大電路、類比轉數位(ADC)轉換電路或其他電路。在某些實施例中，可針對讀出行中之每一者包含一或多個比較器114。功能邏輯106可僅儲存該影像資料或甚至藉由應用後影像效應(例如，修剪、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)來操縱該影像資料。在一項實例中，讀出電路108可沿著讀出行線一次讀出一列影像資料(所圖解說明)或可使用多種其他技術(未圖解說明)讀出該影像資料，諸如一串列讀出或同時對所有像素之一全並列讀出。 為執行ADC，舉例而言，讀出電路108可自一斜坡產生器電路112接收一參考電壓VRAMP。VRAMP可由比較器114接收，比較器114亦可自像素陣列102之一像素接收影像電荷。比較器114可基於VRAMP與影像電荷電壓位準之一比較而判定影像電荷之一數位表示。在ADC操作期間，信號VRAMP可處於各種電壓位準下，且可用於減少或消除在行讀出期間產生之任何垂直固定圖案雜訊(VFPN)。舉例而言，可將可係一類比顫動信號之一隨機雜訊信號添加至VRAMP以減少或消除產生VFPN之一致行差異之效應。 在某些實施例中，斜坡產生器電路112可包含一類比顫動電路110。該類比顫動電路可將一偏移電壓隨機添加至斜坡產生器電路112之一參考電壓輸入。該偏移電壓可係隨時間隨機添加的，且可出現於由斜坡產生器電路112提供之VRAMP上。對於比較器114，舉例而言，隨機添加之偏移電壓可呈現為可係一類比顫動信號之隨機雜訊。該偏移電壓可具有至少相對於VFPN之振幅相對較小之一振幅，且可另外可與在ADC操作期間產生之量化雜訊相當。 在一項實例中，控制電路104耦合至像素陣列102以控制像素陣列102中之複數個光電二極體之操作。舉例而言，控制電路104可產生用於控制影像獲取之一快門信號。在一項實例中，快門信號係用於同時啟用像素陣列102內之所有像素以在一單個獲取窗期間同時擷取其各別影像資料之一全域快門信號。在另一實例中，快門信號係一滾動快門信號，使得在連續獲取窗期間依序啟用每一像素列、每一像素行或每一像素群組。在另一實例中，影像獲取與諸如一閃光燈之照明效應同步。 在一項實例中，成像系統100可包含於一數位相機、行動電話、膝上型電腦或諸如此類中。另外，成像系統100可耦合至其他硬體，諸如一處理器(通用或其他)、記憶體元件、輸出(USB埠、無線傳輸器、HDMI埠等)、照明/閃光燈、電輸入(鍵盤、觸控顯示器、追蹤墊、滑鼠、麥克風等)及/或顯示器。其他硬件可將指令遞送至成像系統100、自成像系統100提取影像資料或操縱由成像系統100供應之影像資料。 圖2係根據本發明之一實施例之讀出電路208之一示意圖。讀出電路208可係讀出電路108之一實例。讀出電路208可自一像素接收一影像電荷信號VPIXELOUT且作為回應提供一比較信號VCMP。舉例而言，VCMP可係VPIXELOUT信號之一數位表示。在某些實施例中，可由讀出電路208來採用一類比顫動技術以減少或消除VFPN。 讀出電路208之所圖解說明實施例包含一比較器214、一斜坡產生器電路212及一類比顫動電路210。斜坡產生器212可接收一參考電壓VCM且作為回應提供一參考電壓VRAMP。在一ADC操作期間，類比顫動電路210可將一偏移電壓隨機添加至VCM，其中偏移電壓之隨機性與該添加之時間態樣相關。偏移電壓又可傳導至VRAMP中。VRAMP上之隨機添加之偏移電壓可在由比較器214執行之ADC期間表現得如同隨機雜訊。 比較器214可在一反相輸入上接收影像電荷信號VPIXELOUT，且在一非反相輸入上進一步接收VRAMP。在一ADC操作期間，可回應於VRAMP與VPIXELOUT之一比較而由比較器214提供電壓信號VCMP。如所提及，VCMP可係VPIXELOUT之一數位表示。舉例而言，VRAMP中歸因於向VCM隨機添加偏移電壓而導致之隨機雜訊之存在可減少或消除在ADC期間產生之任何VFPN。 斜坡產生器電路212之所圖解說明實施例包含一積分緩衝器216、一電容器218及一開關220。舉例而言，開關220可由一控制信號D選擇性地控制，控制信號D可由控制電路104提供。開關220可耦合於積分緩衝器216之一輸出與一反相輸入之間。電容器218可與開關220並聯耦合。另外，一電流源222可經耦合以將一電流提供至積分緩衝器216之反相輸入。積分緩衝器216之一非反相輸入可經耦合以接收穿過一開關224之參考電壓VCM，且進一步經耦合以接收由類比顫動電路210產生之一偏移電壓。參考電壓VCM可係一運算放大器(諸如積分緩衝器216)之共模電壓。舉例而言，VCM可係1.8伏特左右。舉例而言，開關224可由一控制信號A選擇性地控制，控制信號A可由控制電路104提供。 類比顫動電路210之所說明實施例包含電容器228及226、開關230及232、一「及」閘234及一隨機二進制信號產生器電路236。電容器228可耦合於接地與一節點X之間，節點X可耦合至積分緩衝器216之非反相輸入及開關224。可係一可變電容器之電容器226可在一側上耦合至節點X且在另一側上耦合至節點Y。另外，開關230及232可耦合至節點Y。開關230之另一側可經耦合以接收一參考電壓VREF，且開關232之另一側可耦合至接地。電壓VREF可係用於類比顫動之一基本電壓，例如，偏移電壓。舉例而言，VREF可係0.3伏特左右。 施加至節點X之偏移電壓可取決於開關230及232之狀態。舉例而言，若開關232由於控制信號/B變高而閉合，則接地可電容性地耦合至節點X。當控制信號B變低時，開關230可斷開。然而，當控制信號B變高(其使開關232斷開且使開關230閉合)時，VREF可電容性地耦合至節點X。在VREF耦合至電容器226之左側之情況下，施加至節點X之偏移電壓可係基於以下方程式：(VREF*C226)/(C226 + C228)。應注意，VCM亦可儲存於電容器228上。如此，節點X上之電壓變成VCM + (VREF*C226)/(C226 + C228)。因此，當VREF電容性地耦合至節點X時，VCM可增加(VREF*C226)/(C226 + C228)。然而，當接地電容性地耦合至節點X時，偏移電壓可係零。 在某些實施例中，可基於對可變電容226之改變來調整偏移電壓。舉例而言，可回應於比較器214之增益而調整電容226之電容值。在某些實施例中，對系統(例如，比較器214)之增益之改變可自動調整電容226之電容值。舉例而言，該電容值可介於自25 fF至200 fF之範圍內，且該增益可係1x、2x、4x或8x。 可回應於控制信號B而隨機改變開關230及232之狀態。控制信號B又可回應於一隨機二進制信號而隨機改變。控制信號B可由「及」閘234之一輸出提供，「及」閘234可經耦合以在一個輸入處接收控制信號/A且在另一輸入處接收隨機二進制信號。隨機二進制信號可由隨機二進制信號產生器電路236提供。當/A變低時，「及」閘234之輸出及控制信號B可保持低。然而，當/A變高時，「及」閘234之輸出及(藉由擴展)控制信號B可根據隨機二進制信號而改變。舉例而言，控制信號/A可係用於「及」閘234之一啟用信號。隨機二進制信號可在一高邏輯位準與一低邏輯位準之間隨機或偽隨機波動。如此，分別由控制信號B及/B控制之開關230及232可根據隨機二進制信號隨機且相反地斷開及閉合。如此，偏移電壓可自零隨機改變為(VREF*C226)/(C226 + C228)，此導致節點X上之電壓自VCM + 零隨機改變為VCM + (VREF*C226)/(C226 + C228)。 在操作中，當控制信號A處於一邏輯高(例如，一「1」)時，開關224可閉合，此可導致VCM被提供至積分緩衝器216之非反相輸入。另外，類比顫動電路210之電容器228可被充電至VCM。當控制信號A變高時，控制信號D可變低，此可使控制開關220保持斷開。在此時間期間，電容器228可被充電至VCM。然而，由於控制開關220係斷開的，因此積分緩衝器216之輸出可保持恆定，例如處於VCM。 在一ADC操作期間，控制信號D可變高，此可使開關220閉合。在開關220閉合之情況下，回饋電容器218可被繞過，且用於由電流源222提供之電流之一電流路徑可圍繞積分緩衝器216流動。因此，可基於VCM之VRAMP可自一最大電壓線性減小直至開關220斷開為止。舉例而言，當VRAMP線性減小時，ADC操作可發生。 此外，在ADC轉換期間，控制信號A可變低，此可導致開關224斷開。然而，由於電容器228已被充電至VCM，因此VCM可繼續提供至積分緩衝器216之非反相輸入。當控制信號A變低時，/A可變高，此可導致「及」閘234之輸入變高，例如，其中「及」閘234被啟用。如此，控制信號B可根據由隨機二進制信號產生器電路236提供之隨機二進制信號而在高與低之間隨機改變。當控制信號B改變時，開關230及232在斷開與閉合之間但彼此相反地改變。因此，施加至節點X之偏移電壓相應地改變。結果可係偏移電壓在時間上隨機添加至電壓VCM。偏移電壓至VCM之隨機添加又可施加至VRAMP。偏移電壓至VRAMP之隨機添加可表現得如同至比較器214之輸入之雜訊，此可導致限制或防止VFPN出現於VCMP上。 雖然將隨機二進制信號產生器電路236以及「及」閘234繪示為類比顫動電路210之一部分，但該繪示僅出於圖解說明之目的且不應視為限制性的。在某些實施例中，可自類比顫動電路210外部(諸如藉由控制電路104)提供控制信號B。在此一實施例中，類比顫動電路210可至少包含電容器226及228以及開關230及232。在其他實施例中，電容器228可包含於一電壓取樣與保持電路中，且類比顫動電路210可至少包含電容器226以及開關230及232。 圖3係根據本發明之一實施例之一線性回饋移位暫存器336之一圖解說明。線性回饋移位暫存器(LFSR) 336可係隨機二進制信號產生器電路236之一項實施方案。舉例而言，LFSR 336可基於接收到若干個中間信號作為一輸入而產生一隨機二進制信號。 LFSR 336之所說明實施例可包含一「互斥反或」(XNOR)閘338及複數個級340，其中每一級係一正反器。舉例而言，該複數個級可包含32個D正反器340(1)至340(32)。一第一級(例如，D正反器340(1))之一輸入可係「互斥反或」閘338之一輸出。在某些實施例中，「互斥反或」閘338可係一種四輸入「互斥反或」閘，其中該等輸入經耦合以接收四個級340之輸出。舉例而言，「互斥反或」閘338可接收D正反器340(1)、340(11)、340(31)及340(32)之輸出作為輸入。每一級340之輸出可耦合至一後續級340之一輸入，且複數個級340中之所有級可經耦合以回應於同一時脈信號CLK而操作。 在某些實施例中，由LFSR 336產生之二進制位元之序列可由於序列之一最終重複而係偽隨機的。然而，藉由使用四個原始回饋多項式(例如，D正反器340(1)、340(11)、340(31)及340(32)之輸出)來產生至LFSR 336之一輸入，LFSR 336之輸出可達到其最大長度(例如，2n -1)，其中n係LFSR 336中之級之數目。此最大長度(例如，232 -1)可足夠長使得最終重複可不影響偏移電壓之施加之隨機性且因此不影響VFPN之減少或消除。 包含發明摘要中所闡述之內容的本發明之所圖解說明實例之以上說明並非意欲係窮盡性的或將本發明限制於所揭示之精確形式。雖然出於說明性目的而在本文中闡述了本發明之特定實例，但如熟習此項技術者將認識到，可在本發明之範疇內做出各種修改。 可根據以上詳細說明對本發明做出此等修改。以下申請專利範圍中所使用之術語不應理解為將本發明限制於本說明書中所揭示之特定實例。而是，本發明之範疇應完全由以下申請專利範圍來判定，申請專利範圍應根據技術方案解釋之所確立原則來加以理解。
100‧‧‧成像系統
102‧‧‧像素陣列
104‧‧‧控制電路
106‧‧‧功能邏輯
108‧‧‧讀出電路
110‧‧‧類比顫動電路
112‧‧‧斜坡產生器電路
114‧‧‧比較器
208‧‧‧讀出電路
210‧‧‧類比顫動電路
212‧‧‧斜坡產生器電路/斜坡產生器
214‧‧‧比較器
216‧‧‧積分緩衝器
218‧‧‧回饋電容器/電容器
220‧‧‧控制開關/開關
222‧‧‧電流源
224‧‧‧開關
226‧‧‧電容器/可變電容/電容
228‧‧‧電容器
230‧‧‧開關
232‧‧‧開關
234‧‧‧「及」閘
236‧‧‧隨機二進制信號產生器電路/隨機二進制信號產生器336線性回饋移位暫存器
338‧‧‧「互斥反或」閘
340(1)‧‧‧D正反器
340(2)‧‧‧D正反器
340(31)‧‧‧D正反器
340(32)‧‧‧D正反器
A‧‧‧控制信號
‧‧‧控制信號
B‧‧‧控制信號
‧‧‧控制信號
C1-Cx‧‧‧行
CLK‧‧‧時脈信號
D‧‧‧控制信號
P1-Pn‧‧‧像素
R1-Ry‧‧‧列
VCM‧‧‧參考電壓
VCMP‧‧‧比較信號/電壓信號
VPIXELOUT‧‧‧影像電荷信號
VRAMP‧‧‧參考電壓/信號
VREF‧‧‧參考電壓/電壓
X‧‧‧節點
Y‧‧‧節點
參考以下各圖闡述本發明之非限制性及非窮盡性實例，其中除非另有規定，否則貫穿各個視圖中相同元件符號指代相同部件。 圖1圖解說明根據本發明之一實施例之一成像系統之一項實例。 圖2係根據本發明之一實施例之讀出電路之一示意圖。 圖3係根據本發明之一實施例之一線性回饋移位暫存器之一圖解說明。 貫穿圖式之數個視圖，對應參考字符指示對應組件。熟習此項技術者將瞭解，各圖中之元件係為簡單及清晰起見而圖解說明，且未必按比例繪製。舉例而言，為有助於改良對本發明之各種實施例之理解，圖中之元件中之某些元件之尺寸可能相對於其他元件放大。並且，通常未繪示在一商業上可行之實施例中有用或必要之常見而眾所周知之元件以便促進對本發明之此等各項實施例之一較不受阻擋之觀看。

Claims (20)

  1. 一種設備，其包括： 一類比顫動電路，其經耦合以在一類比轉數位轉換操作期間回應於一隨機二進制信號而將一偏移電壓隨機添加至一第一參考電壓； 一斜坡產生器電路，其經耦合以接收該第一參考電壓且作為回應而提供一第二參考電壓，其中該隨機添加至該第一參考電壓之偏移電壓亦存在於該第二參考電壓中。
  2. 如請求項1之設備，其中該偏移電壓係在時間上被隨機添加至該第一參考電壓。
  3. 如請求項1之設備，其中該類比顫動電路將一第三參考電壓或一第四參考電壓中之一者隨機電容性地耦合至該斜坡產生器電路之一輸入，該斜坡產生器電路之該輸入另外經耦合以接收該第一參考電壓，且其中該偏移電壓基於該第三參考電壓或該第四參考電壓中隨機耦合至該斜坡產生器電路之該輸入之該一者而改變。
  4. 如請求項3之設備，其中該類比顫動電路包括： 一第一開關，其耦合於該第三參考電壓與一第一節點之間，其中該第一開關由一第二控制信號選擇性地控制； 一第二開關，其耦合於該第四參考電壓與該第一節點之間，其中該第二開關由該第二控制信號之一反相控制信號選擇性地控制； 一第一電容器，其耦合於該斜坡產生器電路之該輸入與接地之間，該第二電容器經耦合以儲存該第一參考電壓；及 一第二電容器，其耦合於該斜坡產生器電路之該輸入與該第一節點之間， 其中該第二控制信號在該類比轉數位轉換期間回應於一隨機二進制信號而隨機改變，且其中該等隨機改變將該第三參考電壓或該第四參考電壓隨機耦合至該第一節點。
  5. 如請求項4之設備，其中該類比顫動電路進一步包括： 一邏輯閘，其經耦合以接收一隨機二進制信號及一第一控制信號之一反相控制信號，該邏輯閘之一輸出回應於該隨機二進制信號及該第一控制信號之該反相控制信號而改變，其中該邏輯閘之該輸出係該第二控制信號；及 一隨機二進制信號產生器，其經耦合以提供該隨機二進制信號。
  6. 如請求項5之設備，其中該邏輯閘係一「及」閘。
  7. 如請求項5之設備，其中該隨機二進制信號產生器電路係包含複數個正反器之一線性回饋移位暫存器，該複數個正反器串聯耦合且經耦合以經由一「互斥反或」閘接收複數個中間輸出作為一輸入，且其中該線性回饋移位暫存器之一輸出係該隨機二進制信號。
  8. 如請求項5之設備，其中該偏移電壓至少部分地基於該第一電容器及該第二電容器。
  9. 一種成像系統，其包括： 一像素陣列，其中該像素陣列中之一像素用以接收影像光且作為回應而提供影像電荷； 行讀出電路，其經耦合以接收該影像電荷且回應於一類比轉數位轉換操作而提供該影像電荷之一數位表示，該行讀出電路包含： 一比較器，其經耦合以接收影像資料及一斜坡電壓且作為回應而提供該影像電荷之該數位表示； 一斜坡產生器，其經耦合以接收一第一參考電壓且作為回應而提供該斜坡電壓；及 一類比顫動電路，其經耦合以在該類比轉數位轉換操作期間將一偏移電壓隨機添加至該第一參考電壓。
  10. 如請求項9之成像系統，其中該隨機添加之偏移電壓作為雜訊出現於該斜坡電壓上。
  11. 如請求項9之成像系統，其中該偏移電壓係零或比垂直固定圖案雜訊之一電壓位準小之一電壓位準。
  12. 如請求項9之成像系統，其中該類比顫動電路包含： 一第一開關，其耦合於第三參考電壓與一第一節點之間，其中該第一開關由一第二控制信號選擇性地控制； 一第二開關，其耦合於第四參考電壓與該第一節點之間，其中該第二開關由該第二控制信號之一反相控制信號選擇性地控制； 一第一電容器，其耦合於斜坡產生器電路之輸入與接地之間，該第一電容器經耦合以儲存該第一參考電壓；及 一第二電容器，其耦合於該斜坡產生器電路之該輸入與該第一節點之間， 其中該第二控制信號在該類比轉數位轉換期間回應於一隨機二進制信號而隨機改變，且其中該等隨機改變將該第三參考電壓或該第四參考電壓隨機耦合至該第一節點，且 其中該偏移電壓至少部分地基於該第一電容器及該第二電容器。
  13. 如請求項12之成像系統，其中該類比顫動電路進一步包括： 一「及」閘，其經耦合以接收一隨機二進制信號及一第一控制信號之一反相控制信號，該「及」閘之一輸出回應於該隨機二進制信號及該第一控制信號之該反相控制信號而改變，其中該」及」閘之該輸出係該第二控制信號；及 一隨機二進制信號產生器，其經耦合以提供該隨機二進制信號。
  14. 如請求項13之成像系統，其中該隨機二進制信號產生器係包含32個D正反器之一線性回饋移位暫存器，其中至該線性回饋移位暫存器之一輸入係一「互斥反或」閘之一輸出，該「互斥反或」閘經耦合以接收來自該32個D正反器中之四個D正反器之輸出，且其中該線性回饋移位暫存器之一輸出係該隨機二進制信號。
  15. 如請求項12之成像系統，其中該隨機二進制信號係偽隨機的。
  16. 一種用以將隨機雜訊添加至一斜坡電壓之方法，其包括： 在一斜坡產生器之一輸入處接收一第一參考電壓； 在一類比轉數位轉換操作期間將一偏移電壓隨機添加至該第一參考電壓； 在一比較器之一第一輸入處接收一第二參考電壓，其中該第二參考電壓由該斜坡產生器提供且包含該隨機添加之偏移電壓； 在該比較器之一第二輸入處接收一影像資料；及 在該類比轉數位轉換操作期間比較該影像資料與該第二參考電壓以提供該影像資料之一數位表示。
  17. 如請求項16之方法，其中在一類比轉數位轉換操作期間將一偏移電壓隨機添加至該第一參考電壓包括： 將一第三參考電壓或一第四參考電壓中之一者隨機電容性地耦合至該斜坡產生器之該輸入。
  18. 如請求項17之方法，其中將一第三參考電壓或一第四參考電壓中之一者隨機電容性地耦合至該斜坡產生器之該輸入包括： 回應於一隨機二進制信號而將一第一電容之一第一側隨機耦合至該第三參考電壓或該第四參考電壓，其中該第一電容之一第二側耦合至該斜坡產生器之該輸入。
  19. 如請求項18之方法，其中該偏移電壓至少部分地基於該第一電容及一第二電容，該第二電容耦合於該斜坡產生器之該輸入與接地之間，且其中該第二電容經充電以儲存該第一參考電壓。
  20. 如請求項16之方法，其中在一類比轉數位轉換操作期間將一偏移電壓隨機添加至該第一參考電壓包括： 產生一隨機二進制信號； 回應於該隨機二進制信號而相反地啟動第一開關及第二開關，其中該第一開關及該第二開關分別耦合於第三參考電壓及第四參考電壓與一第一電容之間，其中該第一電容耦合於該第一開關及該第二開關與一斜坡產生器之一輸入之間， 其中一第二電容耦合於接地與該斜坡產生器之該輸入之間，且 其中該偏移電壓係基於該第一開關及該第二開關之狀態、該第三電壓及該第四電壓之電壓位準以及該第一電容及該第二電容。
TW106132875A 2016-09-27 2017-09-26 用於減少垂直固定圖案雜訊之設備、成像系統及將隨機雜訊添加至斜坡電壓之方法 TWI648989B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/277,859 US9848152B1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Analog dithering to reduce vertical fixed pattern noise in image sensors
US15/277,859 2016-09-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201815157A true TW201815157A (zh) 2018-04-16
TWI648989B TWI648989B (zh) 2019-01-21

Family

ID=60629172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106132875A TWI648989B (zh) 2016-09-27 2017-09-26 用於減少垂直固定圖案雜訊之設備、成像系統及將隨機雜訊添加至斜坡電壓之方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9848152B1 (zh)
CN (1) CN107872629B (zh)
TW (1) TWI648989B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI795870B (zh) * 2020-11-06 2023-03-11 大陸商廣州印芯半導體技術有限公司 影像感測器以及影像感測方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10911061B2 (en) * 2018-03-23 2021-02-02 The Boeing Company System and method for demodulation of resolver outputs
US10414519B1 (en) * 2018-03-23 2019-09-17 The Boeing Company System and method for generation of dithered excitation signals
US10913550B2 (en) 2018-03-23 2021-02-09 The Boeing Company System and method for position and speed feedback control
US10673368B2 (en) 2018-03-23 2020-06-02 The Boeing Company System and method for pulse-width modulation using an adjustable comparison criterion
US10830591B2 (en) 2018-03-23 2020-11-10 The Boeing Company System and method for dual speed resolver
CN110519536A (zh) * 2018-05-22 2019-11-29 比亚迪股份有限公司 电源噪声处理电路和处理方法、读出电路及图像传感器
KR20200099423A (ko) * 2019-02-14 2020-08-24 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미지 센서의 동작 방법
US10826470B2 (en) * 2019-03-13 2020-11-03 Omnivision Technologies, Inc. Integrating ramp circuit with reduced ramp settling time
CN114600447B (zh) * 2019-11-13 2025-09-16 索尼半导体解决方案公司 摄像元件、光检测元件和电子设备
US11265499B2 (en) 2020-03-04 2022-03-01 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Reduction of fixed-pattern noise in digital image sensors by mitigating gain mismatch error
TWI825942B (zh) * 2022-08-24 2023-12-11 創意電子股份有限公司 數位至類比轉換器及其操作方法
CN119853698A (zh) * 2025-01-07 2025-04-18 上海芯炽科技集团有限公司 一种产生高速随机抖动的参考电压产生电路

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5493298A (en) * 1993-03-01 1996-02-20 Hewlett-Packard Company Dithered analog-to-digital converter
US6016113A (en) * 1997-06-26 2000-01-18 Binder; Yehuda System for enhancing the accuracy of analog-digital-analog conversions
US6665012B1 (en) * 1998-09-22 2003-12-16 Pixim, Inc. Process-scalable high spatial resolution and low bit resolution CMOS area image sensor
DE10142191C2 (de) * 2001-08-29 2003-08-28 Infineon Technologies Ag SD-ADC mit digitaler Dithersignalverarbeitung
US7075466B1 (en) * 2003-05-20 2006-07-11 Pixelworks, Inc. System and method for improving performance of an analog to digital converter
TWI253234B (en) * 2004-08-26 2006-04-11 Richtek Techohnology Corp PWM controller for voltage regulator
US7348906B2 (en) * 2004-09-10 2008-03-25 Analog Devices, Inc. INL curve correction in a pipeline ADC
US7286075B2 (en) * 2005-11-14 2007-10-23 Analog Devices, Inc. Analog to digital converter with dither
KR100746197B1 (ko) * 2005-12-08 2007-08-06 삼성전자주식회사 공급 전원 및 스위칭 노이즈를 제거할 수 있는 이미지센서의 기준 전압 발생기, 칼럼 아날로그-디지털 변환장치, 이미지 센서, 및 칼럼 아날로그-디지털 변환방법
KR100737916B1 (ko) * 2005-12-19 2007-07-10 삼성전자주식회사 이미지 센서 그리고 그것을 위한 테스트 시스템 및 테스트방법
US7277033B1 (en) * 2006-02-13 2007-10-02 Honeywell International, Inc. System and method for subtracting dither reference during analog-to-digital conversion
JP4311482B2 (ja) * 2007-05-17 2009-08-12 ソニー株式会社 撮像回路、ｃｍｏｓセンサ、および撮像装置
US7876249B2 (en) * 2009-02-17 2011-01-25 Advis, Inc. Image sensing system
GB2475878A (en) 2009-12-03 2011-06-08 St Microelectronics Obtaining dithered image data word by adding noise contribution
DK177939B1 (en) * 2012-12-18 2015-01-19 Miitors Aps A method for linearization of the output of an analog-to-digital converter and measuring instruments using such method
US8957994B2 (en) * 2013-03-15 2015-02-17 Samsung Electronics Co., Ltd. CDS circuit and analog-digital converter using dithering, and image sensor having same
US20150109500A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor including spread spectrum charge pump
KR102125812B1 (ko) * 2014-03-28 2020-07-09 에스케이하이닉스 주식회사 아날로그-디지털 변환 장치 및 그에 따른 씨모스 이미지 센서
CN104518797B (zh) * 2015-01-26 2017-10-13 中国电子科技集团公司第二十四研究所 一种用于高精度模数转换器中的抖动电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI795870B (zh) * 2020-11-06 2023-03-11 大陸商廣州印芯半導體技術有限公司 影像感測器以及影像感測方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107872629A (zh) 2018-04-03
US9848152B1 (en) 2017-12-19
TWI648989B (zh) 2019-01-21
CN107872629B (zh) 2019-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI648989B (zh) 用於減少垂直固定圖案雜訊之設備、成像系統及將隨機雜訊添加至斜坡電壓之方法
TWI650022B (zh) 用於雙重斜波類比對數位轉換器之斜波信號產生器
US9288415B2 (en) Solid-state imaging apparatus and imaging system
US10594971B2 (en) Imaging device and imaging system performing multiple A/D conversions of a singular pixel signal
US8243178B2 (en) Physical quantity distribution detecting apparatus and imaging apparatus
JP6029286B2 (ja) 光電変換装置および撮像システム
KR102086777B1 (ko) 2-스텝 구조 및 차동 멀티 램핑 업/다운 신호를 적용하여 싱글 슬로프 기법으로 구현한 이미지 센서, 이의 동작 방법, 및 상기 이미지 센서를 포함하는 장치들
JP2009038781A (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置のアナログ−デジタル変換方法および撮像装置
CN103002228A (zh) 固态成像装置和用于驱动固态成像装置的方法
CN104869330A (zh) 光电转换装置和图像捕获系统
US9900538B2 (en) Phase delay counting analog-to-digital converter circuitry
CN105187740A (zh) 固态成像装置
US10218930B2 (en) Counting circuit including a plurality of latch circuits and image sensing device with the counting circuit
JP6727771B2 (ja) 撮像装置
US9831891B2 (en) Counter, analogue to digital converter including the counter and image sensing device including the analogue to digital converter
JP2015037206A (ja) 撮像装置
CN115150527B (zh) 电流导引斜坡补偿方案及数字电路实施方案
US9838631B2 (en) Solid state imaging device and method of driving solid state imaging device
JP6112871B2 (ja) 撮像素子及び撮像装置
JP2023053350A (ja) 光電変換装置および撮像システム
JP2016184869A (ja) 固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法
JP2018133829A (ja) 光電変換装置および撮像システム
JP6351683B2 (ja) 光電変換装置および撮像システム
JP2017216513A (ja) 撮像素子および撮像装置
HK1197115B (zh) 自適應多轉換斜坡模/數轉換器