專利名稱：斜波生成電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和成像設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及斜波生成器件、模數(shù)轉(zhuǎn)換器件、成像設(shè)備和成像設(shè)備的控制方法，更具體地說，本發(fā)明涉及能夠有效地用于成像設(shè)備中的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的數(shù)字化等的技術(shù)，所述成像設(shè)備例如為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器等。
背景技術(shù)：
由于與電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器在制造工藝和工作電壓等方面很好地與外圍圖像處理電路匹配，并且在CMOS圖像傳感器中，成像設(shè)備、圖像處理電路和控制器等可以容易地集成在一個(gè)芯片上，所以CMOS圖像傳感器成為關(guān)注的焦點(diǎn)。
因?yàn)樵贑MOS圖像傳感器中，不僅光/電轉(zhuǎn)換器件而且轉(zhuǎn)換信號(hào)也可以在每個(gè)像素級(jí)被放大，所以CMOS圖像傳感器具有在光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的傳輸過程中抗噪聲的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于在每個(gè)像素級(jí)的不平坦的放大特性，所以CMOS圖像傳感器具有固定的模式噪聲，這是一個(gè)問題。
作為對(duì)策，有一種公知的配置，在該配置中對(duì)于在正交的行和列方向二維排列的多個(gè)像素的列方向的每組像素，與列具有相同數(shù)目的相關(guān)雙采樣(CDS)電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)電路被并行排列，即，利用所謂的列ADC方法來降低固定模式噪聲的配置。
在這種情況下，由于以下原因而分別提供了用于CDS電路的參考電壓生成電路和用于斜波生成電路的參考電壓生成電路，其中斜波生成電路用于向ADC電路輸入斜波信號(hào)。
具體地說，因?yàn)橛糜贑DS電路的參考電壓生成電路向用于鉗位/采樣像素的復(fù)位噪聲和光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的電容器件提供參考電位，所以用于CDS電路的參考電壓生成電路必須總是輸出恒定電壓。但是，因?yàn)橛糜谛辈ㄉ呻娐返膮⒖茧妷荷呻娐返妮敵鲞B接到大的外部電容器件以實(shí)現(xiàn)斜波，并且當(dāng)該電容器件輸出斜波時(shí)，它的電壓電平瞬時(shí)降低。因此，優(yōu)選地是，向CDS電路和斜波生成電路中的每一個(gè)獨(dú)立地提供參考電壓生成電路。
通過固定CDS電路側(cè)的參考電壓生成電路的輸出電位并且初始地將斜波生成電路側(cè)的參考電壓生成電路的輸出電位設(shè)置為規(guī)定值，可以維持從使用斜波信號(hào)的CDS電路輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換精度。
但是，初始設(shè)置斜波輸出電路側(cè)的參考電壓輸出電路的輸出電位時(shí)是假定CDS電路側(cè)的參考電壓生成電路的輸出電位是固定的。因此，如果CDS電路側(cè)的輸出電位由于某種原因而產(chǎn)生波動(dòng)的話，則AD轉(zhuǎn)換過程中會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，這是另一個(gè)問題。
至于斜波生成電路，如專利參考文獻(xiàn)1中所公開的那樣，有一種補(bǔ)償由于溫度波動(dòng)而引起的斜波偏差的技術(shù)，所述技術(shù)通過使用恒電流源并且對(duì)電容充電或放電以產(chǎn)生斜波，所述恒電流源由運(yùn)算放大器、晶體管、具有小的溫度系數(shù)的外部電阻器和電流鏡像電路組成，這些元件合在一起作為參考電源。但是，在該技術(shù)中，絲毫沒有認(rèn)識(shí)到上述的斜波生成電路被配置為既連接到CDS電路，又連接到ADC電路的問題。
盡管專利參考文獻(xiàn)2公開了一種組成DC/DC轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器)的斜波生成電路，但是也沒有提及上述問題。
專利參考文獻(xiàn)1日本專利申請(qǐng)No.4-48812專利參考文獻(xiàn)2日本專利申請(qǐng)No.11-332222發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠在使用斜波信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中實(shí)現(xiàn)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換的斜波生成電路。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提高將光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字并輸出該信號(hào)的成像設(shè)備的圖像質(zhì)量。
本發(fā)明的第一個(gè)方面是一種斜波生成電路，所述斜波生成電路包括第一參考電源并且向模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供斜波信號(hào)。
該斜波生成電路還包括連接電路，所述連接電路用于反映第一參考電源的輸出電位中，被安裝在噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出電位的波動(dòng)量，所述噪聲消除電路用于消除被輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的模擬信號(hào)的噪聲。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是一種包括比較器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，其中，從斜波生成電路輸入的斜波信號(hào)、經(jīng)過噪聲消除電路輸入的模擬信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)被輸入到比較器中，而且所述比較器基于時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，計(jì)數(shù)過程持續(xù)到斜波生成信號(hào)的電平與模擬信號(hào)的電平重合時(shí)為止。
該模數(shù)轉(zhuǎn)換器件還包括連接電路，所述連接電路用于反映被安裝在斜波生成電路內(nèi)的第一參考電源的輸出電位中，被安裝在噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出電位的波動(dòng)量。
本發(fā)明的第三個(gè)方面是一種成像設(shè)備，所述成像設(shè)備包括光/電轉(zhuǎn)換器件以及擁有噪聲消除電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的讀取電路，所述噪聲消除電路被布置在從光/電轉(zhuǎn)換器件輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的輸出路徑上，并消除光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的噪聲，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于在噪聲消除后將光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
該成像設(shè)備還包括連接電路，所述連接電路用于反映被安裝在斜波生成電路內(nèi)的第一參考電源的輸出電位中，被安裝在噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出電位的波動(dòng)量，其中，斜波生成電路用于向模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供斜波。
本發(fā)明的第四個(gè)方面是一種成像設(shè)備的控制方法，所述成像設(shè)備包括光/電轉(zhuǎn)換器件以及擁有噪聲消除電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的讀取電路，所述噪聲消除電路被布置在從光/電轉(zhuǎn)換器件輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的輸出路徑上，并消除光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的噪聲，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于在噪聲消除后將光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
該控制方法包括以下步驟暫時(shí)地短路連接被安裝在斜波生成電路內(nèi)的第一參考電源的輸出線與被安裝在噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出線，并積累對(duì)應(yīng)于第一和第二參考電源之間電位差的電荷，其中，所述斜波生成電路用于向模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供斜波，所述電荷存儲(chǔ)在位于第一參考電源的輸出線上的電容器件中；以及通過電容器件，輸出由來自第一參考電源的輸出電位產(chǎn)生的斜波。
根據(jù)上述發(fā)明，例如通過補(bǔ)償斜波生成電路內(nèi)的第一參考電源與被安裝在噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源在輸出電位上的差異，其中，所述斜波生成電路用于向模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供斜波信號(hào)，并且所述噪聲消除電路用于消除被輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的模擬信號(hào)的噪聲，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換參考的斜波信號(hào)的電平可以這樣的方式改變，即跟隨模擬輸入信號(hào)的電平波動(dòng)而變化，所述模擬輸入信號(hào)根據(jù)第二參考電源的輸出電位的波動(dòng)而變化，并且可實(shí)現(xiàn)通過噪聲消除電路輸入的模擬信號(hào)的高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換，而不受被安裝在噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出電位波動(dòng)的影響。
如上所述，通過將本發(fā)明應(yīng)用到成像設(shè)備的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)讀取電路中的模數(shù)轉(zhuǎn)換過程，可將光/電轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為高精度的數(shù)字信號(hào)，因此，可以提高光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的圖像質(zhì)量。


圖1是示出了作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的成像設(shè)備的內(nèi)部配置的電路圖；圖2是示出了具有斜波生成電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器件的成像設(shè)備的整體配置的方框圖，其中，斜波生成電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器件中每一個(gè)都是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例；以及圖3是示出了作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的成像設(shè)備的每個(gè)單元的功能示例的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是示出了作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的成像設(shè)備的內(nèi)部配置的電路圖。圖2是示出了具有斜波生成電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器件的成像設(shè)備的整體配置的方框圖，其中，斜波生成電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器件中每一個(gè)都是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。圖3是示出了作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的成像設(shè)備的每個(gè)單元的功能示例的時(shí)序圖。該優(yōu)選實(shí)施例使用了本發(fā)明被應(yīng)用到作為成像設(shè)備的一個(gè)示例的CMOS圖像傳感器的例子來描述。
如圖2中所示，該優(yōu)選實(shí)施例中，成像設(shè)備10包括像素陣列20、垂直掃描電路31和水平掃描電路32以及時(shí)序生成電路30，其中，在像素陣列20中，每個(gè)都由光/電轉(zhuǎn)換器件和放大晶體管組成的多個(gè)像素單元21在行和列方向上兩維排列；垂直掃描電路31和水平掃描電路32都用于掃描該像素陣列20并讀取圖象信號(hào)；時(shí)序生成電路30用于控制垂直掃描電路31、水平掃描電路32和多個(gè)開關(guān)各自的操作時(shí)序，其中，多個(gè)開關(guān)將在后面描述。
每個(gè)像素單元21例如包括作為光/電轉(zhuǎn)換器件的光電二極管和晶體管，所述光電二極管用于將輸入光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(光/電轉(zhuǎn)換信號(hào))，所述晶體管用于初始化(復(fù)位)光電二極管，放大從光電二極管輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)等。
在像素陣列20中，對(duì)于多個(gè)像素單元21中的每個(gè)列提供了列CDS電路40、列ADC電路50和斜波生成電路60，其中，列CDS電路40用于消除從相關(guān)列中像素單元21輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)VPIX(光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)45)的噪聲；列ADC電路50用于在噪聲消除后轉(zhuǎn)換光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)VCDS；斜波生成電路60用于向列ADC電路50提供斜波VRAMP。
對(duì)于每個(gè)列CDS電路40和斜波生成電路60，提供了參考電壓生成電路41和參考電壓生成電路61。
對(duì)于列ADC電路50的輸出側(cè)，提供了圖象信號(hào)處理邏輯80，所述圖象信號(hào)處理邏輯80用于處理在列ADC電路50中被數(shù)字化的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)45b并以規(guī)定規(guī)格將該信號(hào)作為例如YUV、YcbCr、RGB等等的圖象信號(hào)輸出。
如圖1所示，列CDS電路40包括參考電壓生成電路41、串聯(lián)地布置在從像素單元21到光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)45的路徑上的開關(guān)SW21、放大器43、采樣電容器C22、放大器44、參考電壓生成電路41的參考電位輸出線42以及插入在開關(guān)21和放大器43之間的鉗位電容器C21。此外，參考電位輸出線42通過開關(guān)SW22插入在放大器44和采樣電容器C22之間。
列CDS電路40的參考電壓生成電路41包括電阻串41a和放大器41b，其中，電阻串41a由串聯(lián)地排列在具有規(guī)定電位差的電源線VDD和VSS之間的多個(gè)電阻器件組成，放大器41b用于從電阻串41a的參考電位VREF點(diǎn)提取電壓，并將該電壓輸出到參考電位輸出線42。
列CDS電路40通過使用從參考電壓生成電路41輸出的參考電位VREF作為參考，利用相關(guān)雙采樣消除包含在光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)45(VPIX)中的復(fù)位噪聲等，并將該信號(hào)作為光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)45a(VCDS)輸出到列ADC電路50。
斜波生成電路60包括放大器63、開關(guān)SW4、放大器64以及插入在放大器64和開關(guān)SW4之間的斜波電容器C0和恒電流源65，所有這些器件都從參考電壓生成電路61開始，以描述的順序排列在參考電位輸出線62上。
參考電壓生成電路61包括電阻串61a和多個(gè)電位選擇開關(guān)61b，其中，電阻串61a由串聯(lián)地插入在具有規(guī)定電位差的電源線VDD和VSS之間的多個(gè)電阻器件組成，多個(gè)電位選擇開關(guān)61b用于從電阻串61a提取期望的輸出電位。在這個(gè)例子中，電位選擇開關(guān)61b包括電位選擇開關(guān)SW2和電位選擇開關(guān)SW3，其中，電位選擇開關(guān)SW2用于提取被設(shè)置為與上述列CDS電路40的參考電壓生成電路41的參考電位VREF相等的電壓值作為參考電位VREF′，并將該值輸出到參考電位輸出線62，電位選擇開關(guān)SW3用于提取高于參考電位VREF′的電壓值并將該值輸出到參考電位輸出線62。
在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在斜波生成電路60的參考電壓生成電路61和列CDS電路40的參考電壓生成電路41之間提供了連接電路70。該連接電路70由連接線71、開關(guān)72(開關(guān)SW1)和電位補(bǔ)償電容器73(電位補(bǔ)償電容器C)組成，其中，連接線71用于將斜波生成電路60中參考電位輸出線62的放大器63的輸入側(cè)連接到列CDS電路40中參考電壓生成電路41的參考電位輸出線42，開關(guān)72(開關(guān)SW1)用于控制連接線71的接通/斷開，電位補(bǔ)償電容器73(電位補(bǔ)償電容器C)排列在參考電位輸出線62中連接線71的連接點(diǎn)和參考電壓生成電路61之間。
列ADC電路50包括比較器51和計(jì)數(shù)器52，其中，比較器51用于將從斜波生成電路60的放大器64輸出的斜波信號(hào)66(斜波電壓VRAMP)與從列CDS電路40輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)45a(VCDS)相比較，并且當(dāng)兩個(gè)信號(hào)各自的電壓電平一致時(shí)輸出電平“H”作為計(jì)數(shù)器控制信號(hào)VADC，計(jì)數(shù)器52用于當(dāng)計(jì)數(shù)器控制信號(hào)VADC保持在電平“L”時(shí)，使用計(jì)數(shù)器控制信號(hào)VADC和計(jì)數(shù)時(shí)鐘53作為輸入并使用像素單元21的復(fù)位作為觸發(fā)器，為計(jì)數(shù)時(shí)鐘53計(jì)數(shù)，并且當(dāng)計(jì)數(shù)器控制信號(hào)VADC電平變?yōu)椤癏”時(shí)，停止計(jì)數(shù)并將計(jì)數(shù)器值作為光/電轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)45b輸出到圖象信號(hào)處理邏輯80。
下面參考圖3所示的時(shí)序圖描述該優(yōu)選實(shí)施例的功能。
首先，在初始化成像設(shè)備10的時(shí)候，參考電壓生成電路61的參考電位VREF′被設(shè)為與參考電壓生成電路41的固定參考電位VREF一致。
然后，垂直掃描電路31的垂直同步信號(hào)選擇像素陣列20的一行，并且在該行中，相關(guān)線的每列位置中的一個(gè)像素單元21與水平掃描電路32的水平同步信號(hào)(HSYNC)同步地被選擇。該像素單元21與水平同步信號(hào)同步地輸出帶有上述光/電轉(zhuǎn)換器件的復(fù)位噪聲VN的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)電平VS。
為了達(dá)到同步，首先，通過在復(fù)位像素單元21時(shí)閉合和斷開開關(guān)SW21和SW22，列CDS電路40使用參考電位輸出線42的參考電位VREF作為參考，與HSYHC同步地將復(fù)位噪聲VN鉗位在鉗位電容器C21上。然后，通過在光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)電平VS到達(dá)時(shí)只閉合開關(guān)SW21，采樣電容器C22使用存儲(chǔ)在鉗位電容器C21中的參考電位VREF作為參考，存儲(chǔ)已去除復(fù)位噪聲VN的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)電平VS。開關(guān)SW22一斷開，光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)電平VS就被作為光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)45a通過放大器44輸出到列ADC電路50。
但是，在僅僅與列CDS電路40中的開關(guān)SW22的斷開/閉合時(shí)刻同步的過程中，斜波生成電路60首先同時(shí)斷開和閉合連接電路70的開關(guān)SW1和參考電壓生成電路61的參考電位VREF′的電位選擇開關(guān)SW2。
通過這一操作，電位補(bǔ)償電容器C(73)存儲(chǔ)了列CDS電路40的參考電壓生成電路41的參考電位VREF和參考電位VREF′之間的電位差(對(duì)應(yīng)于電位的電荷)。
然后，首先通過閉合和斷開參考電壓生成電路61的電位選擇開關(guān)SW3和斜波生成電路60中的開關(guān)SW4，斜波電容器C0存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于規(guī)定參考電壓的電荷，所述規(guī)定參考電壓的電位對(duì)應(yīng)于電位補(bǔ)償電容器C(73)且已被去除。然后，通過閉合開關(guān)SW5，斜波電容器C0的電荷流入恒電流源65中，斜波電容器C0的放大器64的輸入電壓線性下降，且斜波信號(hào)66(斜波電壓VRAMP)被作為輸出信號(hào)輸出。
然后，在斜波信號(hào)66的電平與光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)45a的電平相交時(shí)，列ADC電路50的比較器51輸出計(jì)數(shù)器控制信號(hào)VADC。計(jì)數(shù)器52使用像素單元21的復(fù)位作為觸發(fā)器，停止開始的計(jì)數(shù)操作(在上述的列CDS電路40中的開關(guān)SW21和SW22被同時(shí)閉合時(shí))，并在那時(shí)將計(jì)數(shù)器值作為光/電轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)45b輸出到圖象信號(hào)處理邏輯80。
在這個(gè)例子中，因?yàn)楸惠斎氲奖容^器51的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)VCDS的電平是參考電壓生成電路41的參考電位VREF與光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)電平VS的和，所以當(dāng)參考電壓生成電路41的參考電位VREF由于某種原因隨時(shí)間變化時(shí)，斜波電壓VRAMP的相交時(shí)刻(計(jì)數(shù)器控制信號(hào)VADC的電平變?yōu)椤癏”且計(jì)數(shù)器52被停止的時(shí)刻)產(chǎn)生波動(dòng)，且同樣的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)電平VS被轉(zhuǎn)換為不同的數(shù)字值。如果對(duì)該狀態(tài)不加任何處理的話，則該狀態(tài)將變?yōu)榱蠥DC電路50中數(shù)字轉(zhuǎn)換的錯(cuò)誤因素。
如上所述，在該優(yōu)選實(shí)施例中，通過插入在斜波生成電路60和列CDS電路40之間的連接電路70中的電位補(bǔ)償電容器73(電位補(bǔ)償電容器C)，可以從斜波生成電路60內(nèi)用來產(chǎn)生斜波VRAM的參考電位輸出線62的輸入電壓中減去歸因于參考電壓生成電路41的參考電位輸出線42的參考電位VREF的波動(dòng)量。因而，如圖3中虛線所示，斜波信號(hào)66的電平以這樣的方式漂移，即準(zhǔn)確地跟隨參考電壓生成電路41的參考電位VREF的隨時(shí)間變化的波動(dòng)量，并去除相關(guān)的波動(dòng)量。因此，防止了列ADC電路50中光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)VCDS的數(shù)字轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，即計(jì)數(shù)器52的計(jì)數(shù)錯(cuò)誤的發(fā)生。
結(jié)果，確然地防止了由于在像素陣列20的每個(gè)像素單元21中所檢測到的亮度的不平坦數(shù)字轉(zhuǎn)換電平(光/電轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)45a)等而引起的從圖象信號(hào)處理邏輯80輸出的圖像質(zhì)量的下降。例如具體地說，防止了從圖象信號(hào)處理邏輯80輸出的圖像采用條紋模式，防止了不平坦彩色圖像的發(fā)生等等。從而，可以拍照出高質(zhì)量的圖像。
本發(fā)明并不限于上述優(yōu)選實(shí)施例，并且只要不偏離本發(fā)明的主題，任何改變和修正都是可能的。
例如，盡管在以上的描述中，本發(fā)明被應(yīng)用于CMOS圖像傳感器中的列CDS電路、列ADC電路、斜波生成電路等，但是本發(fā)明也可應(yīng)用于執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的通常器件中。
根據(jù)本發(fā)明可以提供能夠在使用斜波信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中執(zhí)行高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換的斜波生成電路。
還可以提供能夠?qū)崿F(xiàn)高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。
可以提高成像設(shè)備的圖像質(zhì)量，所述成像設(shè)備用于將光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字并且輸出該信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種斜波生成電路，所述斜波生成電路包括第一參考電源并且向模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供斜波信號(hào)，所述斜波生成電路還包括連接電路，所述連接電路用于反映所述第一參考電源的輸出電位中，被安裝在噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出電位的波動(dòng)量，所述噪聲消除電路用于消除被輸入到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的模擬信號(hào)的噪聲。
2.如權(quán)利要求1所述的斜波生成電路，其中所述連接電路包括連接線和電容器件，其中，所述連接線用于通過開關(guān)短路連接所述第一參考電源的輸出線與所述第二參考電源的輸出線，所述電容器件位于所述第一參考電源的所述輸出線中所述連接線的連接點(diǎn)上游側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的斜波生成電路，其中所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括比較器，其中，從所述斜波生成電路輸入的斜波信號(hào)、經(jīng)過所述噪聲消除電路輸入的模擬信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)被輸入到所述比較器中，而且所述比較器基于所述時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這一過程需要持續(xù)到所述斜波生成信號(hào)的電平達(dá)到所述模擬信號(hào)的電平時(shí)為止。
4.如權(quán)利要求1所述的斜波生成電路，其中所述第一參考電源包括用于可變地設(shè)置所述輸出電位的電阻串。
5.如權(quán)利要求1所述的斜波生成電路，其中所述模擬信號(hào)由從成像設(shè)備的光/電轉(zhuǎn)換器件輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)組成，并且所述噪聲消除電路由相關(guān)雙采樣電路組成，所述噪聲消除電路用于基于所述第二參考電源的輸出電位，消除所述光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的噪聲。
6.如權(quán)利要求1所述的斜波生成電路，其中對(duì)于成像設(shè)備中的多個(gè)光/電轉(zhuǎn)換器件的每行或每列提供了所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，在所述成像設(shè)備中所述多個(gè)光/電轉(zhuǎn)換器件在行和列方向上兩維地排列，并且所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從所述光/電轉(zhuǎn)換器件中每一個(gè)輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)數(shù)字化。
7.一種包括比較器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，其中，從斜波生成電路輸入的斜波信號(hào)、經(jīng)過噪聲消除電路輸入的模擬信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)被輸入到所述比較器中，而且所述比較器基于所述時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這一過程需要持續(xù)到所述斜波生成信號(hào)的電平達(dá)到所述模擬信號(hào)的電平時(shí)為止。
8.如權(quán)利要求7所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，其中連接電路包括連接線和電容器件，其中，所述連接線用于通過開關(guān)短路連接第一參考電源的輸出線與第二參考電源的輸出線，所述電容器件位于所述第一參考電源的所述輸出線中所述連接線的連接點(diǎn)上游側(cè)。
9.如權(quán)利要求7所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，其中第一參考電源包括用于可變地設(shè)置所述輸出電位的電阻串。
10.如權(quán)利要求7所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，其中所述模擬信號(hào)由從成像設(shè)備的光/電轉(zhuǎn)換器件輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)組成，并且所述噪聲消除電路由相關(guān)雙采樣電路組成，所述噪聲消除電路用于基于第二參考電源的輸出電位，消除所述光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的噪聲。
11.如權(quán)利要求7所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，其中對(duì)于成像設(shè)備中的多個(gè)光/電轉(zhuǎn)換器件的每行或每列提供了模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，在所述成像設(shè)備中所述多個(gè)光/電轉(zhuǎn)換器件在行和列方向上兩維地排列，并且所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從所述光/電轉(zhuǎn)換器件中每一個(gè)輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)數(shù)字化。
12.一種包括比較器的成像設(shè)備，其中，從斜波生成電路輸入的斜波信號(hào)、經(jīng)過噪聲消除電路輸入的模擬信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)被輸入到所述比較器中，而且所述比較器基于所述時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這一過程需要持續(xù)到所述斜波生成信號(hào)的電平達(dá)到所述模擬信號(hào)的電平時(shí)為止，所述成像設(shè)備還包括連接電路，所述連接電路用于反映被安裝在所述斜波生成電路內(nèi)的第一參考電源的輸出電位中，被安裝在所述噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出電位的波動(dòng)量。
13.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中所述連接電路包括連接線和電容器件，其中，所述連接線用于通過開關(guān)短路連接所述第一參考電源的輸出線與所述第二參考電源的輸出線，所述電容器件位于所述第一參考電源的所述輸出線中所述連接線的連接點(diǎn)上游側(cè)。
14.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中所述噪聲消除電路由相關(guān)雙采樣電路組成，所述噪聲消除電路用于基于所述第二參考電源的輸出電位，消除光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的噪聲。
15.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括比較器，其中，從所述斜波生成電路輸入的斜波信號(hào)、經(jīng)過所述噪聲消除電路輸入的模擬信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)被輸入到所述比較器中，而且所述比較器基于所述時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這一過程需要持續(xù)到所述斜波生成信號(hào)的電平達(dá)到所述模擬信號(hào)的電平時(shí)為止。
16.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中所述第一參考電源包括用于可變地設(shè)置所述輸出電位的電阻串。
17.如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中對(duì)于多個(gè)光/電轉(zhuǎn)換器件中的每行或每列提供了讀取電路，所述多個(gè)光/電轉(zhuǎn)換器件在行和列方向上兩維地排列。
18.一種成像設(shè)備的控制方法，所述成像設(shè)備包括光/電轉(zhuǎn)換器件以及擁有噪聲消除電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的讀取電路，所述噪聲消除電路被布置在從所述光/電轉(zhuǎn)換器件輸出的光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的輸出路徑上，并消除所述光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)的噪聲，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于在噪聲消除后將所述光/電轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述控制方法包括暫時(shí)地短路連接被安裝在斜波生成電路內(nèi)的第一參考電源的輸出線與被安裝在所述噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出線，并位于所述第一參考電源的輸出線上的電容器件中積累對(duì)應(yīng)于所述第一和第二參考電源之間電位差的電荷，其中，所述斜波生成電路用于向所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供斜波；以及通過所述電容器件，輸出由來自所述第一參考電源的輸出電位產(chǎn)生的斜波。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種斜波生成電路，所述斜波生成電路包括第一參考電源并且向模數(shù)轉(zhuǎn)換電路提供斜波信號(hào)，所述斜波生成電路還包括連接電路，所述連接電路用于反映第一參考電源的輸出電位中，被安裝在噪聲消除電路內(nèi)的第二參考電源的輸出電位的波動(dòng)量，所述噪聲消除電路用于消除被輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的模擬信號(hào)的噪聲。
文檔編號(hào)H04N5/365GK1716770SQ200510007470
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者山縣誠司, 船越純, 樋口剛, 水口壽孝 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社