專利名稱：供圖像傳感器使用的具有精確模擬基準電平的讀出放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器系統(tǒng)。尤其涉及一種供圖像傳感器使用的具有精確模擬基準電平的讀出放大器。
背景技術(shù)：
數(shù)字照相是二十世紀出現(xiàn)的最令人激動的技術(shù)之一。利用適當?shù)挠布蛙浖?以及一些知識)，任何人都可以把數(shù)字照相的原理付諸實踐。例如，數(shù)碼相機就處于數(shù)字照相的前沿。近來的產(chǎn)品推介、技術(shù)進步和價格降低，以及電子郵件和萬維網(wǎng)的出現(xiàn)都使數(shù)碼相機成為最熱門的消費電子產(chǎn)品之一。
但數(shù)碼相機與傳統(tǒng)膠片相機的工作方式不同。實際上，它們更接近于計算機掃描器、復(fù)印機或傳真機。大部分數(shù)碼相機使用圖像傳感器或光敏器件如電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)來讀出景物。光敏器件對從景物反射的光起反應(yīng)并把該反應(yīng)的強度轉(zhuǎn)換為等效的數(shù)字形式。例如，使光經(jīng)過紅、綠和蘭濾波器可以測定每個單獨色譜的反應(yīng)。當通過軟件估算并組合這些讀出時，數(shù)碼相機可以確定圖像的每個像素的特定彩色。由于圖像實際上是數(shù)字數(shù)據(jù)的總和，因此可以容易地將其下載到計算機中并將其處理得具有更強的藝術(shù)效果。
正如B.Fowler等人的U.S.Pat.No.5,461,425，“具有像素電平A/D轉(zhuǎn)換的CMOS圖像傳感器”中描述的一樣，許多數(shù)字成像應(yīng)用都希望把模-數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)與面型圖象傳感器結(jié)合在一起。這種結(jié)合有助于降低系統(tǒng)成本和功耗并提高系統(tǒng)性能。在把ADC與區(qū)域圖像傳感器結(jié)合的不同方案當中，像素電平ADC有希望實現(xiàn)功耗最低、最簡單最具便攜性并可定量設(shè)計。U.S.Pat.No.5,461,425中描述的ADC方法是基于一階∑-Δ(sigma delta)調(diào)制，它的優(yōu)點是只需要非常簡單且穩(wěn)定的電路。另外，如果使用每個像素單元直接提供的數(shù)字值，則數(shù)字值的讀數(shù)會非常大。
因此，在U.S.Pat.No.5,461,425公開的圖像傳感器的體系結(jié)構(gòu)中，每個像素或每組像素均包含一個ADC，從而使從該像素到傳感器陣列外圍設(shè)備的讀出被完全數(shù)字化。通常，讀出電路是ROM或單端SRAM。這種電路包括傳感器陣列內(nèi)的像素和像素輸出位線。一個晶體管被用作緩沖讀出晶體管，另一個晶體管被用作選擇晶體管，它由通常被標記為WORD的信號來控制。
在位線的另一端是讀出放大器，它用于檢測像素的數(shù)字讀出。由于一個大的像素陣列通常需要許多這樣的讀出放大器，所以希望這些讀出放大器高速、低噪聲、高功效。
在過去設(shè)計的圖像傳感器中(例如，見ISSCC94)，讀出放大器是單端的，為的是節(jié)省像素面積，但位線在電源線之間，即在Vdd到Gnd(即接地)間擺動。這種整條線的擺動產(chǎn)生噪聲并消耗大量的功率。
因此最好能夠提供一種諸如供圖像傳感器使用的穩(wěn)定的讀出放大器，其特征是高速、低噪聲和高功效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的讀出放大器，其特征是高速、低噪聲和高功效，舉例來說，它可供U.S.Pat.No.5,461,425或者最好是其改進方案中公開的圖象傳感器使用。本發(fā)明目前的優(yōu)選實施例包括源自每個像素的單端位線、小擺幅位線檢測、再生讀出放大器和使用精確模擬基準的基準發(fā)生。特別是，本發(fā)明提供的技術(shù)基本上不同于目前的技術(shù)，這是因為基準發(fā)生使用精確的模擬基準被認為在目前通常包括純數(shù)字元件的讀出放大器中是未知的。
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的之一就是提供一種在圖像傳感器中使用的具有精確模擬基準電平的讀出放大器。
以上及其它目的、益處和優(yōu)點可在下面的描述和附圖所示實施例的本發(fā)明實踐中獲得。


通過考慮下面的描述、所附權(quán)利要求和附圖將更好地理解本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點，其中圖1A是表示可在其中實施本發(fā)明的CMOS圖像傳感器或光敏芯片的框圖；圖1B是表示被?；癁殡娏髟春碗娙萜鞯墓怆姸O管的框圖；圖2是表示如U.S.Pat.No.5,461,425中所述的數(shù)字像素傳感器的體系結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是表示一種圖像傳感器的框圖，該圖像傳感器包括一閾值存儲器、一時間索引存儲器、一分離數(shù)據(jù)存儲器和一控制器，其中每個存儲器和該數(shù)字像素傳感器均被集成到同一個傳感器中；圖4是表示典型讀出傳感器的構(gòu)成的方框示意圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有啞基準單元的讀出放大器的方框示意圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的包括用于產(chǎn)生基準電壓的裝置的讀出放大器的方框示意圖；圖7是一種數(shù)字電路的示意圖，在該數(shù)字電路中，成比例的MOSFET被串附在一起以產(chǎn)生基準電壓；圖8A是表示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的電阻梯的示意圖；并且圖8B是表示根據(jù)本發(fā)明另一個同樣優(yōu)選實施例的電阻梯示意圖。
具體實施例方式
為了全面地理解本發(fā)明目前的優(yōu)選實施例，本發(fā)明以下的詳細描述陳述了一些特定的細節(jié)。但本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當明白，本發(fā)明也可以在不使用本文陳述的特定細節(jié)的實施例中實施。為了避免無謂地增加理解本發(fā)明的難度，本文沒有對熟知的方法、處理過程、元件和電路進行詳細地描述。在本文中，參考“一個(one)實施例”或“一個(a)實施例”意味著結(jié)合該實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。在說明書的各處出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”并不是必須完全指同一個實施例，也不必是與其它實施例相互排斥的單獨或另選的實施例。另外，表示本發(fā)明的一個或更多個實施例的處理流程圖或示意圖中的方框順序(如果有的話)并不一定表示任何特定的順序，也不表示對本發(fā)明的任何限制。
在下面的討論中，在參考附圖時，相似的數(shù)字在幾張圖中指的是相似的部件。圖1A表示在其中實施本發(fā)明的圖像傳感器或光敏芯片100。圖像傳感器100可用在諸如數(shù)碼相機這樣的圖像捕獲設(shè)備中以用于靜態(tài)或視頻照相，并產(chǎn)生數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。通常在CMOS這樣的襯底上制造的光敏芯片100包括以陣列形式排列的多個光檢測器。對于彩色應(yīng)用來說，選擇傳輸濾波器的馬賽克以對準這些光檢測器中的每個檢測器的方式重疊，從而使第一、第二和第三選擇性光檢測器組可分別檢測三個不同的色域，如可見光譜的紅、綠和蘭色域。光敏芯片100中的光檢測器數(shù)通常決定由其產(chǎn)生的數(shù)字圖像的分辯率。水平分辯率是行102中的光檢測器數(shù)的函數(shù)，垂直分辯率是列104中的光檢測器數(shù)的函數(shù)。
這些光檢測器每一個都包括一個光敏元件，它在曝露于光中時產(chǎn)生電信號。通常，光敏元件是光電二極管或在CMOS傳感器中的光柵(photogate)。圖1B表示光電二極管120，它被?；癁殡娏髟?22和電容器124。當一復(fù)位信號應(yīng)用到復(fù)位端130時，電容器124通過晶體管128被完全充電并接近Vcc，此時，光電二極管120準備好進行光積累。需要指出，電容器124實際上被充電至Vcc-Vt，其中Vt是晶體管128兩端的電壓。為了簡便起見，設(shè)Vt近似為零。
一旦復(fù)位信號減弱，即電壓電平改變，光積累便開始。隨著越來越多來自光126的入射光子射到光電二極管120的表面上，電流源122的電流增加。電容器124開始通過電流源122放電。通常，光電二極管為了較高的光子強度而收集較多的光子，結(jié)果，電阻器122的電阻減小。因此產(chǎn)生較快的放電信號Vout。換言之，源自Vout的信號與射到光電二極管120上的入射光子成正比。這個信號在本文中也被稱作電信號或像素電荷信號。也可任選地采用電路130來把電信號Vout增強至一個希望的電平，以使其輸出即像素電荷信號有效地耦合至下面的電路。
圖像傳感器的操作包括兩個處理過程·如上所述的光積累過程；和·讀出過程。
這兩個處理過程每一個都持續(xù)一個受控的時間間隔。在光積累過程中，每個光檢測器被初始化以積累入射光子，并且該積累結(jié)果被反射以作為像素電荷信號。在光積累過程之后，光檢測器開始讀出處理，在該過程中，每個光檢測器中的像素電荷信號經(jīng)讀出電路讀出到數(shù)據(jù)總線或視頻總線。進行光積累處理的時間段被稱作曝光控制或電子快門，它控制每個光檢測器積累的電荷多少。
圖2與U.S.Pat.No.5,461,425的圖1一樣，并表示每個光檢測器14除了光敏元件之外還包括A/D轉(zhuǎn)換器。每個光檢測器均被稱作傳感像素或傳感元件或數(shù)字像素。這樣做是為了表示此處的光檢測器包括模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路，這與通常在傳統(tǒng)圖像傳感器中所見的包括光敏元件并產(chǎn)生模擬信號的光檢測器相反。另外，這里的像素單元不同于傳統(tǒng)的圖像傳感器，因為它輸出數(shù)字信號，且讀出這些數(shù)字信號的速度比傳統(tǒng)圖像傳感器中讀出模擬信號的速度要快得多。因而，由此引出的圖像傳感器被認為是數(shù)字像素傳感器(DPS)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例正是基于這種體系結(jié)構(gòu)，即傳感器元件包括光敏元件和模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
圖2的圖像傳感器在單個集成電路芯片10上形成。該圖像傳感器的核心12包括一個二維光檢測元件陣列，每個元件均連接一個專用A/D轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器輸出表示光檢測元件的模擬輸出的比特流。光檢測元件與A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)合構(gòu)成了一個像素單元14。每個像素單元14均包括相同的電路。芯片10上的數(shù)字濾波器16被連接用來接收來自每個像素單元14的數(shù)字流，并把每個數(shù)字流轉(zhuǎn)換為表示由相應(yīng)像素單元14檢測到的256級光強之一的8-比特字節(jié)。
在操作中，圖像被聚焦于圖像傳感器核心12上，從而使聚焦圖像的不同部分照射到每個像素單元14上。每個光檢測元件包括一個光電晶體管，其導(dǎo)電性與照射到該光電晶體管基極的光強有關(guān)。流經(jīng)該光電晶體管的模擬電流因而對應(yīng)于照射到該光電晶體管的光強。來自核心12的所有光電晶體管的模擬信號被同步轉(zhuǎn)換為串行比特流，這些串行比特流從利用通用時鐘驅(qū)動器18進行時鐘驅(qū)動的專用A/D轉(zhuǎn)換器輸出。一個時間周期即一幀周期的串行比特流則可由濾波器16(芯片上或芯片外)處理，從而導(dǎo)出表示照射到光電晶體管上的光強的信號。
在每個時鐘周期之后，一個比特被鎖定在每個像素單元14中的每個A/D轉(zhuǎn)換器的輸出中。為了在每個時鐘周期之后把像素單元14產(chǎn)生的每個比特傳送到濾波器16，每行的像素單元14使用行解碼器20來按順序?qū)ぶ罚钡剿行械南袼貑卧?4都被尋址為止。一旦尋址每一行，被尋址行中的每個像素單元14的1-比特輸出被耦合到相應(yīng)的位線22。濾波器16處理來自每個像素單元14的比特流以產(chǎn)生與在該幀周期照射到相應(yīng)像素單元14上的平均光強相對應(yīng)的每個像素單元14的8-比特值。這些8-比特值隨后可使用適當?shù)亩嗦窂?fù)用器或移位寄存器從芯片10輸出，并臨時存儲在位圖存儲器24中。存儲器24則可被用作幀緩沖器，其中存儲器24中的光強值被按順序?qū)ぶ芬杂糜诳刂票O(jiān)視器中相應(yīng)像素的光輸出。
在圖2的特定實施例中，假設(shè)使用六十四個獨立的濾波器16來把六十四個位線22上輸出的比特流轉(zhuǎn)換為8-比特值。在核心12的輸出端的多路復(fù)用器可把所需的濾波器數(shù)減至諸如十六個。濾波器16與存儲器24優(yōu)選的交互作用如下。就在一行的像素單元14被尋址之后，控制電路26立即使用行解碼器20產(chǎn)生的地址獲取存儲在存儲器24中的被尋址行的每個像素單元14的以前(或過渡)的8-比特值，并把這個先前的值裝入64個濾波器16中將要接收來自該像素單元14的新比特的一個合適的濾波器中。傳統(tǒng)的存儲器尋址技術(shù)和電路可用于此處理過程。在被尋址像素單元14中的相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換器的單個比特輸出隨即被應(yīng)用到包含該像素單元14先前的8-比特值的六十四個濾波器16的相應(yīng)之一中。每個濾波器16則利用新的單個信息比特更新以前的8-比特值，從而產(chǎn)生一個新過渡值。在控制電路26的控制之下，由每個濾波器16產(chǎn)生的目前更新的8-比特值隨即被送回到存儲器24中。
參考圖3，該圖表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于數(shù)字像素傳感器的圖像傳感器300。數(shù)字像素傳感器302可根據(jù)U.S.Pat.No.5,461,425或U.S.Pat.No.5,801,657來執(zhí)行，并輸出表示景物的一個或更多個圖像的數(shù)字信號。讀出放大器和鎖存器304耦合至數(shù)字像素傳感器302以便于從數(shù)字像素傳感器302讀出數(shù)字信號。根據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器300還包括存儲閾值的存儲器306(本文稱作閾值存儲器)、存儲時間索引值的存儲器308(本文稱作時間索引存儲器)、和足以容納來自傳感器302的一幀圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字或數(shù)據(jù)存儲器310。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，假設(shè)傳感器302為N*M個像素的傳感器并具有k-比特。這樣，閾值存儲器306的大小就為N*M比特，且時間索引存儲器308的大小就是N*M*m比特，其中m是時間分辯率。傳感器302目前優(yōu)選的像素分辯率在10比特時為1000*1000。這樣，閾值存儲器306就是一兆比特的存儲器，時間索引存儲器308在時間索引被設(shè)置為T、2T、4T和8T時是兩兆比特的存儲器(即2-比特分辯率)，并且數(shù)字存儲器306的大小優(yōu)選為至少1.2兆字節(jié)。
在此，本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的讀出放大器，舉例來說，它可供DPS圖像傳感器使用(雖然并不限于這種傳感器，也不以任何方式限于諸如結(jié)合圖1-3討論的這類傳感器，在此，僅僅是為了通過使用本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例的圖示和例子來描述本發(fā)明，但這些傳感器包括了利用其實施本發(fā)明的已有技術(shù)設(shè)備)，它的特征是高速、低噪聲和高功效。
圖4是表示典型讀出放大器配置的方框示意圖。在CMOS數(shù)字像素傳感器(DPS)的圖像傳感器中，每個像素或每組像素均包括一個ADC140，這樣一來，從該像素到傳感器陣列外圍設(shè)備的讀出完全被數(shù)字化。通常，像素中的讀出電路與ROM或單端SRAM中的讀出電路類似。這種電路包括傳感器陣列(未示出)中的一個像素和一個像素輸出位線141。晶體管M1起到緩沖讀出晶體管的作用，晶體管M2起到選擇晶體管的作用，它由通常被標記為WORD的信號控制。
在位線的另一端是檢測像素的數(shù)字輸出的讀出放大器142。由于一個大的像素陣列通常需要許多這樣的讀出傳感器，所以希望讀出放大器高速、低噪聲且高功效。
本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例包括每個像素的單端位線、小擺幅位線檢測、再生讀出放大器和使用精確模擬基準的基準發(fā)生。特別是，本發(fā)明提供的技術(shù)基本上不同于目前的技術(shù)水平，這是因為基準發(fā)生使用精確的模擬基準被認為在目前通常包括純數(shù)字元件的讀出放大器中是未知的。
本發(fā)明的另一個主要特征是晶體管數(shù)和經(jīng)過每個像素的金屬線可以減少并可以最少。這樣就允許進一步減小像素區(qū)。
盡管在ISSCC94中使用的是線間(rail-to-rail)擺動的位線，但本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例使用的是像素本身具有單端讀出的如150mV的小擺幅位線。為了使讀出放大器在該配置中可靠地工作，本發(fā)明提供一偽差分(pseudo-differential)以使諸如地線反彈和耦合(such as ground bounce and coupling)的系統(tǒng)噪聲的影響最小。
如圖5所示，在相關(guān)技術(shù)中已知的一種方法是使用具有啞基準單元的讀出放大器。在這個電路中，讀出放大器包括多個交叉耦合反相器，每個反相器均由選擇線SE控制。
圖5中的電路省去了熟知的預(yù)充電電路，這是因為進行讀出放大器設(shè)計的專業(yè)技術(shù)人員容易理解本發(fā)明的這個方面。
啞基準單元150的驅(qū)動能力僅為常規(guī)單元的一半。在圖5所示的電路中，輸入inb被設(shè)置為一。這實際上是產(chǎn)生了讀出放大器142的偽差分輸入。因此，如果輸入in＝1，則晶體管M6的源極“bit”的放電比SE1的源極“bit”快兩倍。當“bit”與“bit”的差達到一個特定電平時，如70mV時，讀出放大器可被起動以增加兩個位線之間的差。在這種情況下，存取晶體管M5、M6在讀出放大器被起動之前截止以降低位線擺動。如果輸入in＝0，則“bit”不變，但“bit”放電，最終，“bit”與“bit”的差達到一個特定電平。此時，讀出放大器被起動以便增大這個差值。
圖5的電路有一些局限性。例如，為了使偽差分電路穩(wěn)定地工作，啞單元的配置必須接近于常規(guī)單元。這樣做是非常困難的，因為啞單元位于傳感器陣列的邊緣，因而遠離傳感器陣列中心附近的像素。由于讀出路徑的長度不同，因此難以使常規(guī)單元與其啞單元匹配。
通過產(chǎn)生與位線上的電壓相比較的基準電壓，而不是以啞像素產(chǎn)生“bit”，本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例可解決上述問題。參見圖6。在本發(fā)明的這個實施例中，只要基準電壓REF可由基準電壓發(fā)生器180精確產(chǎn)生并適合其環(huán)境，那么就可以產(chǎn)生想要的讀出放大器。例如，基準電壓REF可設(shè)置為0.9Vdd(或Vdd-0.1)。如果輸入in＝＝1，則在讀出期間，位線最終低于Vdd-0.1的REF，如降至-0.2，即200mV的擺幅，在這種情況下，起動讀出放大器可產(chǎn)生正確的輸出。
產(chǎn)生精確的模擬基準REF是困難的。大部分存儲讀出放大器的設(shè)計試圖使用一種數(shù)字電路，在該數(shù)字電路中，成比例的MOSFET被串附在一起以產(chǎn)生正確的電壓(見圖7)，其中標稱輸出約為0.5Vdd。但是，由于處理過程不完善且Vt不匹配，所以產(chǎn)生的輸出并不精確。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例用模擬電路來解決REF產(chǎn)生的問題。這種方法尤其適用于模擬電路已經(jīng)可用的混合信號芯片中。
目前實施的本發(fā)明包括兩種不同的技術(shù)，通過這兩種技術(shù)可以產(chǎn)生REF(見圖8A和8B)。
一種方法是使用電阻梯(resistive ladder)180A(圖8A)，其中兩個或更多個電阻181、182串附在兩條電源線如Vdd和Gnd之間。由于只需考慮比例問題，所以這些電阻可由多晶(poly)制成，也可以是阱器件(當通過深亞微米(deep sub-micron)處理生產(chǎn)時，阱電阻器具有非常好的質(zhì)量)。這些器件的制造對于本專業(yè)技術(shù)人員來說是熟知的。因此，為了產(chǎn)生0.9Vdd，只需使兩個電阻的比例為1∶9即可。
第二種方法180B(圖8B)是使用帶隙183來產(chǎn)生非常穩(wěn)定的模擬電壓。在半導(dǎo)體材料中，帶隙是電子從價電子帶遷移至導(dǎo)帶所需的最小能量，在導(dǎo)帶中，電子的移動更加自由。在許多混合信號電路中，為了其它用途已經(jīng)使用了帶隙產(chǎn)生的處理。在這種情況下，帶隙電路可容易地應(yīng)用到讀出放大器。帶隙電路產(chǎn)生獨立于電源和處理過程的DC電壓或電流，并且具有明確定義的相對于溫度的特性。當參考vdd時，帶隙電路產(chǎn)生如300mV的DC電壓，即，它產(chǎn)生穩(wěn)定的Vdd-0.3v。當Vdd反跳時，模擬信號隨之反跳。當傳感器陣列較大時，最好使電流路由通過該電路并產(chǎn)生部分接近讀出放大器的適當電壓。
本發(fā)明已經(jīng)在某種特定程度上進行了充分詳細的描述。本專業(yè)技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明實施例的公開僅僅是以實例的形式進行的，在不背離所要求的本發(fā)明范圍和宗旨的情況下可尋求對部件組合和配置的大量變化。相應(yīng)地，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求而不是前面的實施例描述來定義。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器包括一個傳感器陣列，包含以行和列的形式排列的多個像素，其中所述傳感器陣列在相關(guān)的位線上輸出所述像素的信號，這些像素總體上表示一個景物的一個或多個圖像，其中所述傳感器陣列在一個集成電路中制造；和與每個位線相關(guān)的各個讀出放大器，用于從所述像素讀出信號，所述讀出放大器包括基準電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生與所述位線上源于所述像素的電壓進行比較的模擬基準電壓，其中所述讀出放大器在所述集成電路中制造。
2.如權(quán)利要求1的圖像傳感器，其中所述電壓發(fā)生器包括一個電阻梯。
3.如權(quán)利要求1或2的圖像傳感器，其中在所述集成電路中所述電阻梯包括在兩條電源線之間串附的兩個或更多個電阻。
4.如權(quán)利要求3的圖像傳感器，其中所述電阻或者由多晶制成，或者是阱器件。
5.如權(quán)利要求1或2的圖像傳感器，其中所述電阻梯按照兩個電阻的比例產(chǎn)生模擬基準電壓。
6.如前述權(quán)利要求之任一的圖像傳感器，其中所述電壓發(fā)生器包括一個帶隙。
7.在圖像傳感器中，包括一個傳感器陣列，包含以行和列的形式排列的多個像素，其中所述傳感器陣列在相關(guān)的位線上輸出所述像素的信號，這些像素總體上表示一個景物的一個或多個圖像，其中所述傳感器陣列在一個集成電路中制造；以及與每個位線相關(guān)的各個讀出放大器，用于從所述像素讀出信號，其改進方案包括所述讀出放大器包括基準電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生與所述位線上源于所述像素的電壓進行比較的模擬基準電壓，其中所述讀出放大器在所述集成電路中制造。
8.如權(quán)利要求7的圖像傳感器，其中所述電壓發(fā)生器包括一個電阻梯。
9.如權(quán)利要求7或8的圖像傳感器，其中在所述集成電路中所述電阻梯包括在兩條電源線之間串附的兩個或更多個電阻。
10.如權(quán)利要求7、8或9的圖像傳感器，其中所述電阻或者由多晶制成，或者是阱器件。
11.如權(quán)利要求7、8或9的圖像傳感器，其中所述電阻梯按照兩個電阻的比例產(chǎn)生模擬基準電壓。
12.如權(quán)利要求7、8或9的圖像傳感器，其中所述電壓發(fā)生器包括一帶隙電路。
13.一種與圖像傳感器的每個位線相關(guān)的讀出放大器，用于從所述圖像傳感器的像素中讀出信號，包括基準電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生與所述位線上源于所述像素的電壓進行比較的模擬基準電壓；其中所述電壓發(fā)生器包括一個電阻梯。
14.如權(quán)利要求13的讀出放大器，其中在所述集成電路中所述電阻梯包括在兩條電源線之間串附的兩個或更多個電阻。
15.如權(quán)利要求14的讀出放大器，其中所述電阻或者由多晶制成，或者是阱器件。
16.如權(quán)利要求13的讀出放大器，其中所述電阻梯按照兩個電阻的比例產(chǎn)生模擬基準電壓。
17.一種與圖像傳感器的每個位線相關(guān)的讀出放大器，用于從所述圖像傳感器的像素中讀出信號，包括基準電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生與所述位線上源于所述像素的電壓進行比較的模擬基準電壓；其中所述電壓發(fā)生器包括一個帶隙電路。
18.一種用于讀取圖像傳感器陣列中的像素的方法，該圖像傳感器陣列包含以行和列的形式排列的多個像素，其中所述傳感器陣列在相關(guān)的位線上輸出所述像素的信號，這些像素總體上表示一個景物的一個或多個圖像，其中所述傳感器陣列在一個集成電路中制造，該方法包括的步驟是提供與每個位線相關(guān)的相應(yīng)讀出放大器，用于從所述像素中讀出信號；并且在每個所述讀出放大器中提供基準電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生與所述位線上源于所述像素的電壓進行比較的模擬基準電壓，其中所述讀出放大器在所述集成電路中制造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種供圖像傳感器使用的具有精確模擬基準電平的讀出放大器。本發(fā)明目前的優(yōu)選實施例包括源自每個像素的單端位線、小擺幅位線檢測電路、再生讀出放大器和使用精確模擬基準的基準發(fā)生電路。本發(fā)明的讀出放大器,具有高速、低噪聲和高功效的特點。
文檔編號H04N5/335GK1362830SQ0113475
公開日2002年8月7日 申請日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月15日
發(fā)明者楊曉東 申請人:匹克希姆公司