专利名称：包括偏移调节的图像传感器及其相关方法
技术领域：
本发明涉及传感器，尤其涉及图像传感器及其相关方法。
背景技术：
通常，CMOS图像传感器包括单元像素，其中每个像素含有光电二极管和MOS晶体管。CMOS图像传感器使用切换方法顺序检测信号来形成图像。
图1表示在现有技术的CMOS图像传感器中使用的斜坡(ramp)比较模拟-数字转换器。参照图1，斜坡比较模拟-数字转换器包括多个像素11、多个相关的双采样(CDS)电路15、斜坡信号生成器21、多个比较器17、计数器23和多个锁存器19。
每个像素11响应入射光线生成电信号(例如，模拟信号)，电信号通过与像素连接的数据线13被输入到CDS电路15。每个CDS电路15接收电信号，执行相关的双采样，并且将采样的信号输出到对应于CDS电路15的比较器17。
斜坡信号生成器21响应斜坡允许信号(EN1)输出斜坡信号(OUT)。多个比较器17中的每一个通过(+)极接收斜坡信号，并且通过(-)极接收CDS电路15的输出信号。比较器17比较接收的信号并且向锁存器19提供比较信号(COMP)(对应于比较的结果)。
为了响应计数器允许信号(EN2)，计数器23开始计数，并且计数器23的输出信号被提供给每个锁存器19。
图2是图1的转换器的操作时序图。参照图1和2，计数器23和斜坡信号生成器21在同一时间激活，以响应各自的允许信号(EN1，EN2)。因此，计数器23开始计数，并且每个锁存器19锁存每个计数的值。
如果斜坡信号(OUT)的电平高于CDS电路15的输出信号的电平，各比较器17的输出信号(COMP)从逻辑‘低’电平变换为逻辑‘高’电平。为了响应比较器17的输出信号(COMP)的状态变换，锁存器19锁存接收的计数值。因此，每个像素11生成的模拟信号被转换为数字信号。
如果没有到像素11的输入光线，各锁存器19将在理想情况下输出数字信号‘0’。然而，即使在像素11上没有入射光线，锁存器19也不能输出数字信号‘0’，这是由例如像素11的漏电导致的暗电流、CDS电路15、比较器17和/或斜坡信号生成器21的偏移导致的。
因此，如果CDS电路15、比较器17和/或斜坡信号生成器21的偏移增加，则斜坡比较模拟-数字转换器10的动态范围可能会降低。
发明内容
根据本发明实施例，图像传感器可以包括光敏元件，用于生成对应于照射其上的光线的电信号，和斜坡信号生成器，用于生成斜坡信号。斜坡信号的生成因响应斜坡允许信号的激活而启动。偏移调节电路在生成斜坡允许信号和斜坡信号生成后可以生成计数器允许信号。计数器响应计数器允许信号的生成而启动计数，并且锁存器响应斜坡信号和对应于入射到光敏元件上的光线的电信号的比较结果锁存计数器的输出。因此，偏移调节电路可以延迟激活计数器允许信号，直到完成启动斜坡信号的生成。
偏移调节电路可以将斜坡信号与参考信号进行比较，并且响应比较结果激活计数器允许信号。当斜坡信号等于参考信号时，偏移调节电路可以激活计数器允许信号，并且当斜坡信号的生成被启动时，斜坡信号和参考信号可以是不同的。参考信号可以是由直流电压源生成的直流电压。此外，参考信号可以是由光黑像素生成的电信号，其中光黑像素可以是与光隔绝的第二光敏元件。
此外，对应于入射到光敏元件上的光线的电信号可以在与斜坡信号比较之前接受双采样。当斜坡信号等于参考信号时，偏移调节电路可以激活计数器允许信号，并且当斜坡信号的生成被启动时，斜坡信号和参考信号可以是不同的。偏移调节电路可以比较斜坡信号和参考信号，并且响应比较结果激活计数器允许信号，其中在与斜坡信号比较之前对参考信号进行相关的双采样。参考信号可以是由直流电压源生成的直流电压。此外，参考信号可以是由光黑像素生成的电信号，其中光黑像素包括与光隔绝的第二光敏元件。光敏元件可以是配置在图像传感器的行和列阵列中的多个光敏元件中的一个，并且每个光敏元件可以对应于被检测的图像的一个像素。
根据本发明的其它实施例，检测图像的方法可以包括生成对应于入射到光敏元件上的光线的电信号，以及响应斜坡允许信号的激活启动斜坡信号的生成。在激活斜坡允许信号和启动斜坡信号的生成后可以生成计数器允许信号，并且响应计数器允许信号的生成而启动计数。响应斜坡信号和对应于入射到光敏元件上的光线的电信号的比较结果锁存计数值。因此，可以延迟激活计数器允许信号，直到完成启动斜坡信号的生成。
生成计数器允许信号可以包括将斜坡信号与参考信号进行比较，并且响应比较结果激活计数器允许信号。生成计数器允许信号还可以包括当斜坡信号等于参考信号时生成计数器允许信号，当斜坡信号的生成被启动时，斜坡信号和参考信号可以是不同的，并且参考信号可以是由直流电压源生成的直流电压。参考信号可以是由光黑像素生成的电信号，其中光黑像素包括与光隔绝的第二光敏元件。
对应于入射到光敏元件上的光线的电信号可以在与斜坡信号比较之前接受相关的双采样。生成计数器允许信号可以包括当斜坡信号等于参考信号时，激活计数器允许信号，并且当斜坡信号的生成被启动时，斜坡信号和参考信号可以不同。生成计数器允许信号可以包括比较斜坡信号和参考信号，并且响应比较结果激活计数器允许信号，其中在与斜坡信号比较之前对参考信号进行相关的双采样。参考信号可以是直流电压，和/或参考信号可以是由光黑像素生成的电信号，其中光黑像素包括与光隔绝的第二光敏元件。此外，光敏元件可以是配置在图像传感器的行和列阵列中的多个光敏元件中的一个，并且每个光敏元件可以对应于被检测的图像的一个像素。
图1是表示在现有技术的CMOS图像传感器中使用的斜坡比较模拟-数字转换器的图。
图2是图1的转换器的操作时序图。
图3是表示在根据本发明第一实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器的图。
图4是表示在根据本发明第二实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器的图。
图5是表示根据本发明实施例的图像传感器的操作时序图。
图6是表示在根据本发明第三实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器的图。
图7是表示在根据本发明第四实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器的图。
图8是表示在根据本发明第五实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器的图。
图9是表示在根据本发明第六实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器的图。
图10是表示适于在图8和图9的电路的一些实施例中使用的确定电路的图。
具体实施例方式
以下，参照附图来详细说明本发明，其中示出了本发明的典型实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应当仅限于这里提出的实施例。相反，提供这些实施例来使本公开变得连贯和完整，并且向本领域技术人员传达本发明的范围。当指出元件正在被‘耦合’或‘连接’到另一个元件时，应该理解的是其可以被直接耦合或连接到其它元件，或也可以存在中间元件。反之，当指出元件正在被直接‘耦合’或‘连接’到另一个元件时，是没有中间元件的。除非这里特别定义，否则在这里使用的术语将使用其通常的意思。
参照图3，图像传感器30包括像素阵列40、转换电路50、用于生成斜坡信号ROUT的斜坡信号生成器65和偏移调节电路72。图像传感器30将在CMOS图像传感器中通过入射光线产生的模拟信号转换为数字信号。
像素阵列40包括以行和列配置的光敏元件41。每个光敏元件41包括的像素元件可以包括响应输入光线生成光电(photocharge)或电信号的任何设备。换句话说，每个光敏元件41可以对应于正在被检测的图像的一个像素。
因此，每个光敏元件41通过与该光敏元件41相连的数据线43，可以生成光电和或电信号。因此，每个光敏元件41可以检测图像的一部分，并且生成对应于该图像的电信号。如图所示，多个光敏元件41(例如一列)可以与一条数据线43相连，并且提供切换，以便在某一时刻只有一个光敏元件与数据线电连接。例如，在共同列中的所有光敏元件可以同时与各自的数据线43耦合。
转换电路50包括多个比较器55、多个锁存器61和一个计数器63。转换电路50接收斜坡信号(ROUT)和每个像素41的输出信号；比较接收的信号；并且，根据比较结果生成对应于来自光敏元件41的信号的数字信号。斜坡信号生成器65生成斜坡信号(ROUT)，其响应斜坡允许信号(RM_EN)随时间改变。
每个比较器55接收斜坡信号(ROUT)和光敏元件41的输出信号；并且比较接收的信号。根据比较结果，每个比较器生成具有两种状态之一的比较信号，其中这两种状态为第一状态(例如，逻辑‘低’状态)和第二状态(例如，逻辑‘高’状态)。
计数器63响应由偏移调节电路72生成的计数器允许信号(CNT_EN)开始向上(或向下)计数。计数器63的输出信号被提供到每个锁存器61中。每个锁存器61接收计数器63的输出信号，并且响应来自各比较器55的输出信号(COMP)锁存计数器63的输出信号。
偏移调节电路72可以使用参考比较器73实现。参考比较器73接收并且比较斜坡信号(ROUT)和参考信号，并且响应比较结果生成计数器允许信号(CNT_EN)。计数器允许信号被提供到计数器63。因此，转换电路50将模拟信号转换为数字信号。这里，参考电压可以是直流电压74。
图5是表示根据本发明实施例的诸如图像传感器30的信号转换电路的操作的时序图。参照图3和5，将更详细地描述根据本发明的图像传感器30的操作。
斜坡信号生成器65响应斜坡允许信号(RM_EN)生成提供到每个比较器55的(+)输入端的斜坡信号(ROUT)。参考比较器73接收并且比较直流电压(通过其-输入端输入)和斜坡信号(ROUT)(通过其+输入端输入)。如果直流电压74的电平高于斜坡信号(ROUT)的电平，参考比较器73生成未激活的计数器允许信号(CNT_EN)(例如，逻辑‘低’电平)。因此，计数器63响应未激活的计数器允许信号(CNT_EN)保持未激活状态。换句话说，当计数器允许信号未激活时计数器63不计数。
如果直流电压的电平等于或小于斜坡信号(ROUT)的电平，参考比较器73的输出信号(CNT_EN)从逻辑‘低’电平(未激活)变换到逻辑‘高’电平(激活)，并因此向计数器63提供激活的计数器允许信号(CNT_EN)。因此，计数器63响应激活的计数器允许信号(CNT_EN)向上(或向下)数字计数。由于计数器63的输出信号被提供到锁存器61，锁存器61接收计数器63的输出信号。
换句话说，斜坡信号开始与参考信号不同以便参考比较器73初始生成未激活的计数器允许信号。当斜坡信号等于参考信号时，参考比较器73生成激活的计数器允许信号。讨论当斜坡信号等于参考信号时发生计数器允许信号从未激活到激活的转换，应当理解的是根据参考比较器的操作和/或其传播延迟，当斜坡信号等于或大于参考信号时可以发生变换。
每个比较器55从对应的光敏元件41接收输出信号和斜坡信号(ROUT)，并且比较接收的信号。如果来自对应的光敏元件41的输出信号的电平高于斜坡信号(ROUT)的电平，比较器55生成逻辑‘低’电平。然而，当斜坡信号(ROUT)的电平等于或超过光敏元件41的输出信号的电平时，来自比较器55的输出信号从逻辑‘低’电平变换到逻辑‘高’电平。因此，锁存器61响应变换到逻辑‘高’电平的比较信号(COMP)锁存计数器63的当前输出信号(计数值)。
因此，如果斜坡信号(ROUT)的电平等于光敏元件41的输出信号的电平，则锁存器61锁存计数器63的输出信号(计数值)，从而将光敏元件41的模拟输出信号转换为计数器63的数字输出信号(计数值)。即，锁存器61接收计数器63的输出信号，并且如果斜坡信号(ROUT)的电平等于光敏元件41的输出信号的电平，则锁存作为计数器63的输出信号的数字信号。
图4是表示在根据本发明第二实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器31的示意图。参照图4，图像传感器31包括像素阵列40、多个CDS电路51、转换电路50、斜坡信号生成器65、参考CDS电路71和偏移调节电路72。偏移调节电路72可以使用参考比较器73实现。
图像传感器31的像素阵列40、转换电路50、斜坡信号生成器65和偏移调节电路72的结构和操作与图3的像素阵列40、转换电路50、斜坡信号生成器65和偏移调节电路72的结构和操作相同。下面将描述多个CDS电路51和参考CDS电路71的结构。
多个CDS电路51中的每一个通过数据线43接收对应的光敏元件41的输出信号；执行相关的双采样；并且生成作为相关的双采样的结果的采样信号。采样信号被提供到对应于CDS电路51的比较器55的(-)输入端。参考CDS电路71接收参考电压，执行相关的双采样，并生成采样信号。参考CDS电路71的采样信号被提供到参考比较器73的(-)输入端。这里，参考电压最好是直流电压74。计数器63响应由参考比较器73生成的计数器允许信号(CNT_EN)开始向上(或向下)计数。计数器63的输出被提供到每一个锁存器61上。
如上所述，图5是表示根据本发明实施例的诸如图像传感器31的信号转换电路的操作时序图。参照图4和5，将详细描述根据本发明实施例的图像传感器31的操作。
斜坡信号生成器65响应斜坡允许信号(RM_EN)生成提供到每个比较器55的斜坡信号(ROUT)。参考比较器73接收并且比较参考CDS电路71的输出信号和斜坡信号(ROUT)。如果参考CDS输出信号的电平高于斜坡信号(ROUT)的电平，则参考比较器73生成提供给计数器63的未激活的计数器允许信号(CNT_EN)。因此，计数器63响应未激活的计数器允许信号(CNT_EN)保持未激活状态。换句话说，当计数器允许信号未激活时计数器63不计数。
如果CDS输出信号的电平等于斜坡信号(ROUT)的电平，则参考比较器73的输出信号(CNT_EN)从逻辑‘低’电平(未激活)变换到逻辑‘高’电平(激活)，并因此向计数器63提供激活的计数器允许信号(CNT_EN)。因此，计数器63响应激活的计数器允许信号(CNT_EN)向上(或向下)数字计数。由于计数器63的输出信号被提供到锁存器61，锁存器61接收计数器63的输出信号。
每个比较器55接收CDS电路51的输出信号和斜坡信号(ROUT)，并且比较这些信号。如果CDS电路51的输出信号的电平高于斜坡信号(ROUT)的电平，比较器55保持逻辑‘低’电平输出。然而，当斜坡信号(ROUT)的电平等于对应的CDS电路51的输出信号电平时，比较器55的输出信号从逻辑‘低’电平变换到逻辑‘高’电平。因此，锁存器61响应变换到逻辑‘高’电平的比较信号(COMP)锁存对应的计数器63的当前输出信号。
因此，如果斜坡信号(ROUT)的电平等于CDS电路51的输出信号的电平，对应的锁存器61锁存计数器63的输出信号(计数值)，从而将CDS电路51的输出信号转换为计数器63的数字输出信号(计数值)。
由于参考比较器73接收参考CDS电路71的输出信号，如果在输入到参考CDS电路71的直流电压74中没有变化，理想地，参考比较器73可以对输入信号‘0’执行比较操作。因此，由于计数器63可以从输入信号‘0’开始计数，因此锁存器61可以输出数字信号‘0’。
在这种情况下，如果斜坡信号(ROUT)的电平从稍微低于CDS电路51的输出信号的电平开始，这可以保证参考比较器73的输出信号在预定时间后改变。因为在图像传感器31中发生的偏移可以被自动调节，所以可以降低图像传感器31的动态范围损失。
图6是表示在根据本发明第三实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器100的图。参照图6，图像传感器100包括像素阵列40、光黑像素阵列90、转换电路50、斜坡信号生成器65和偏移调节电路112。像素阵列40包括以二维行和列排列的多个光敏元件41，其中每个光敏元件41对应于像素阵列40的各像素。为了响应入射光线，每个光敏元件41生成各自的电信号，其提供到连接的数据线43。
光黑像素阵列90包括多个光黑像素91。光黑像素91可以被安排在一维列中。为了响应入射光线，每个光黑像素91生成各自的向连接的数据线93输出的电信号。每个光黑像素可以包括与光隔绝的光敏元件。
转换电路50的结构和功能与图3的转换电路50的结构和功能相同。即，转换电路50接收斜坡信号(ROUT)和每个像素41的输出信号；比较接收的信号；并且，根据比较结果生成对应于来自光敏元件41的输出信号的数字信号。每个比较器55接收并比较斜坡信号(ROUT)，并且输出对应的光敏元件41的输出信号，并且生成比较信号(COMP)。偏移调节电路112包括参考比较器113。
参考比较器113通过其(-)输入端从光黑像素91接收输出信号并通过其(+)输入端接收斜坡信号(ROUT)。参考比较器113比较接收的信号，并通过其输出端生成计数器允许信号(CNT_EN)。计数器允许信号被提供到计数器63。
参照图5和6，将详细描述根据本发明实施例的图像传感器100的操作。斜坡信号生成器65生成斜坡信号(ROUT)，其响应斜坡允许信号(RM_EN)被提供到每个比较器55和参考比较器113。参考比较器113接收并比较斜坡信号(ROUT)和光黑像素91的输出信号，并且响应比较结果生成计数器允许信号(CNT_EN)。计数器允许信号被提供到计数器63。
如果光黑像素91的输出信号的电平高于斜坡信号(ROUT)的电平，则参考比较器113生成向计数器63提供的未激活的计数器允许信号(CNT_EN)因此，计数器63响应未激活的计数器允许信号(CNT_EN)保持未激活状态。换句话说，计数器63响应未激活的计数器允许信号不计数。
当光黑像素91的输出信号的电平等于斜坡信号(ROUT)的电平，参考比较器113生成向计数器63提供的激活的计数器允许信号(CNT_EN)。因此，计数器63响应激活的计数器允许信号(CNT_EN)向上(或向下)数字计数。由于计数器63的输出信号被提供到锁存器61，因此锁存器61接收计数器63的输出信号。
每个比较器55接收各自的光敏元件41的输出信号和斜坡信号(ROUT)，并且比较这些信号。如果光敏元件41的输出信号的电平高于斜坡信号(ROUT)的电平，则比较器55生成逻辑‘低’电平。然而，当斜坡信号(ROUT)的电平等于光敏元件41的输出信号的电平时，比较器55的输出信号从逻辑‘低’电平变换到逻辑‘高’电平。因此，锁存器61响应变换到逻辑‘高’电平的比较信号(COMP)锁存计数器63的输出信号(计数值)。
图7是表示在根据本发明第四实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器101的图。参照图7，图像传感器101包括像素阵列40、光黑像素阵列90、多个CDS电路51、转换电路50、斜坡信号生成器65、参考CDS电路111和偏移调节电路112。偏移调节电路112可以使用参考比较器113实现。
多个CDS电路51中的每一个接收对应的光敏元件41的输出信号；执行相关的双采样；并且生成提供到比较器55的采样信号。参考CDS电路111接收光黑像素91的输出信号，执行相关的双采样，并输出采样信号。参考比较器113接收并比较来自参考CDS电路111的输出信号和来自斜坡信号生成器65的斜坡信号(ROUT)，并且生成提供到计数器63的计数器允许信号(CNT_EN)。
参考图5和7，将详细描述根据本发明实施例的图像传感器101的操作。如果参考CDS比较器111的输出信号的电平高于斜坡信号(ROUT)的电平，则参考比较器113生成提供给计数器63的未激活的计数器允许信号(CNT_EN)。如果参考CDS电路111输出信号的电平等于斜坡信号(ROUT)的电平，则参考比较器113生成提供给计数器63的激活的计数器允许信号(CNT_EN)。因此，计数器63响应激活的计数器允许信号(CNT_EN)向上或(向下)数字计数。由于计数器63的输出信号被提供到锁存器61，锁存器61接收计数器63的输出信号。
每个比较器55接收并且比较对应的CDS电路51的输出信号和斜坡信号(ROUT)。如果CDS电路51的输出信号的电平高于斜坡信号(ROUT)的电平，则比较器55生成逻辑‘低’电平。然而，如果斜坡信号(ROUT)的电平等于CDS电路51的输出信号的电平，则比较器55的输出信号从逻辑‘低’电平变换到逻辑‘高’电平。因此，锁存器61响应变换到逻辑‘高’电平的比较信号(COMP)锁存计数器63的输出信号(计数值)。
图8是表示在根据本发明第五实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器130的图。参照图8，图像传感器130包括像素阵列40、光黑像素阵列140、转换电路50、斜坡信号生成器65、N个参考比较器157、159和161和确定电路163。
光黑像素阵列140包括多个以二维行和列排列的光黑像素141。为了响应入射光线，每个光黑像素141生成电信号并向连接的数据线143输出该信号。
转换电路50的功能和结构与图3的转换电路50的功能和结构相同。N个参考比较器157、159和161中的每一个从斜坡信号生成器65接收斜坡信号(ROUT)，并且通过连接的数据线143接收对应的光黑像素141的输出信号；比较接收的信号；并且响应比较结果生成比较信号(RCOMP1到RCOMPN)。比较信号被提供到确定电路163。
确定电路163接收输出信号(RCOMP1到RCOMPN)；确定在第一状态(如，逻辑‘低’电平)的输出信号的数量和在第二状态(如，逻辑‘高’电平)的输出信号的数量；并且生成对应于确定结果的计数器允许信号(CNT_EN)。计数器允许信号被提供到计数器63。例如，如果在逻辑‘高’状态的输出信号的数量等于或大于N/2，则确定电路163生成提供到计数器63的激活的计数器允许信号(CNT_EN)。然而，如果在逻辑‘低’状态的输出信号的数量大于N/2，则确定电路163生成提供到计数器63的未激活的计数器允许信号(CNT_EN)。
因此，根据本发明实施例的图像传感器130包括以多个列排列的光黑像素141，并且确定多个参考比较器157到161的输出信号的状态，其中每个比较器对应一列。因为根据比较结果激活计数器允许信号(CNT_EN)，可以调节由单个像素生成的偏移的差异。通过考虑多个光黑像素的偏移，可以提供更精确的偏移。参考上述实施例可以进一步理解图像传感器130的操作。
图9是表示在根据本发明第六实施例的CMOS图像传感器中使用的图像传感器131的图。参照图9，图像传感器131包括像素阵列40、光黑像素阵列140、转换电路50、多个CDS电路51、斜坡信号生成器65、多个参考CDS电路151到155、N个参考比较器157到161和确定电路163。N个参考CDS电路151到155中的每一个接收对应于参考CDS电路的数据线143的输出，执行相关的双采样，并生成采样信号。N个参考比较器157到161中的每一个从斜坡信号生成器65接收斜坡信号(ROUT)和对应于参考比较器的参考CDS电路的输出信号，比较接收的信号，并生成比较信号(RCOMP1到PCOMPN)。比较信号被提供到确定电路163。
确定电路163接收输出信号(RCOMP1到RCOMPN)；确定在第一状态的输出信号的数量和在第二状态的输出信号的数量；并且响应确定结果生成计数器允许信号(CNT_EN)。计数器允许信号被提供到计数器63。例如，如果在第二状态的输出信号的数量等于或大于N/2，则确定电路163生成提供到计数器63的激活的计数器允许信号(CNT_EN)。如果在第一状态的输出信号的数量大于N/2，确定电路163生成提供到计数器63的未激活的计数器允许信号(CNT_EN)。
因此，根据本发明实施例的图像传感器131包括以多个列排列的光黑像素141，并且确定多个参考比较器157到161的输出信号的状态，其中每个比较器对应一列。因为根据比较结果激活计数器允许信号(CNT_EN)，所以可以调节由单个像素生成的偏移的差异。参考上述实施例可以进一步理解图像传感器131的操作。
图10是表示适于在图8和图9的图像传感器中使用的确定电路163的电路图。在图10中作为例子示出的确定电路接收由五个参考比较器生成比较信号(RCOMP1到RCOMPN)。确定电路163包括多个加法器165到177、与门179和R-S触发器181。优选的是，多个加法器165到177中的每一个都是半加法器。
加法器165接收比较信号(RCOMP1和RCOMP2)，执行相加操作，并因此向加法器167输出相加之和(S)，向加法器173输出进位(C)。加法器167接收加法器165的输出信号(S)和比较信号(RCOMP3)，执行相加操作，并因此向加法器169输出相加之和(S)，向加法器173输出进位(C)。加法器169接收加法器167的输出信号(S)和比较信号(RCOMP4)，执行相加操作，并因此向加法器171输出相加之和(S)，向加法器175输出进位(C)。加法器171接收加法器169的输出信号(S)和比较信号(RCOMP5)，执行相加操作，并因此向与门179输出相加之和(S)，向加法器177输出进位(C)。
加法器173从加法器165和167接收进位(C)，执行相加操作，并且将相加之和(S)提供到加法器175。加法器175从加法器173接收相加之和(S)，从加法器169接收进位(C)，执行相加操作，并且将相加之和(S)提供到加法器177。加法器177从加法器175接收相加之和(S)，从加法器171接收进位(C)，执行相加操作，并且将相加之和(S)提供到与门179。
与门接收加法器171和加法器177的输出信号(S)，执行与操作，并且向R-S触发器181的设置端(S)提供该结果。R-S触发器181通过设置端(S)接收与门179的输出信号，通过复位端(R)接收复位信号(RESET)，并且在输出端(Q)生成计数器允许信号(CNT_EN)。
例如，当复位信号(RESET)在逻辑‘低’电平时，所有的比较信号RCOMP1到RCOMP3在第二状态(逻辑‘高’电平)，并且比较信号RCOMP4和RCOMP5在第一状态(逻辑‘低’电平)，确定电路163生成激活的计数器允许信号(CNT_EN)。然而，当复位信号(RESET)在逻辑‘低’电平时，比较信号RCOMP1和RCOMP2在第二状态，并且比较信号RCOMP3到RCOMP5在第一状态，确定电路163生成未激活的计数器允许信号(CNT_EN)。
因此，确定电路163接收N个参考比较器的输出信号，并且如果在第二状态的输出信号的数量大于N/2，则确定电路生成激活的计数器允许信号(CNT_EN)。然而，如果在第一状态的输出信号的数量大于N/2，则确定电路163生成未激活的计数器允许信号(CNT_EN)。
如上所述，根据本发明实施例的信号转换电路(如图像传感器)和偏移调节方法可以自动调节在信号转换处理中发生的偏移。根据本发明实施例的信号转换电路(如图像传感器)和偏移调节方法可以自动纠正或调节CDS电路、比较器和/或斜坡信号生成器的偏移，以便信号转换电路(如图像传感器)可以根据其分辨率保持动态范围。因此，本发明实施例可以提供能自动调节在信号转换中产生的偏移的信号转换电路(如图像传感器)，以保持信号转换电路(如图像传感器)的动态范围并提供其方法。
根据本发明实施例，信号转换电路包括光敏元件、转换电路和偏移调节电路。光敏元件响应入射光线生成电信号。转换电路接收并比较斜坡信号和电信号，并且根据比较结果生成对应于电信号的数字信号。偏移调节电路比较参考信号和斜坡信号，并且生成对应于比较结果的允许信号。响应该允许信号而激活转换电路。
参考信号可以是直流(DC)信号。转换电路包括比较器、计数器和锁存器。比较器接收并比较斜坡信号和电信号，并且根据比较结果生成具有第一状态和第二状态之一的比较信号。计数器响应该允许信号数字计数。锁存器接收计数器的输出信号。为了响应比较信号的状态变换，锁存器锁存计数器的输出信号，并且生成数字信号。
如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，则转换电路生成对应于电信号的数字信号。转换电路包括响应允许信号数字计数的计数器和接收计数器的输出信号的锁存器。如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，则转换电路输出计数器的输出信号作为数字信号。
根据本发明另一个实施例，信号转换电路包括光敏元件、第一相关双采样电路、转换电路、第二相关双采样电路和偏移调节电路。光敏元件响应入射光线生成电信号。第一相关双采样电路接收电信号，执行相关的双采样，并且输出第一采样信号。转换电路接收并比较斜坡信号和第一采样信号，并且根据比较结果生成对应于电信号的数字信号。第二相关双采样电路接收参考电压，执行相关的双采样，并且生成第二采样信号。偏移调节电路接收并比较第二采样信号和斜坡信号，并且生成对应于比较结果的允许信号。响应该允许信号而激活转换电路。
根据本发明另一个实施例，信号转换电路包括像素、光黑像素、转换电路和偏移调节电路。像素响应入射光线生成第一电信号。光黑像素响应输入光线生成第二电信号。转换电路接收并比较斜坡信号和第一电信号，并且根据比较结果生成对应于第一电信号的数字信号。偏移调节电路比较第二电信号和斜坡信号，并且生成对应于比较结果的允许信号。这里，响应该允许信号而激活转换电路。
根据本发明另一个实施例，提供一种包括像素、光黑像素、第一相关双采样电路、转换电路、第二相关双采样电路和偏移调节电路的信号转换电路。像素响应入射光线生成电信号。第一相关双采样电路接收电信号，执行相关的双采样，并且输出第一采样信号。转换电路接收并比较斜坡信号和第一采样信号，并且输出对应于比较结果的数字信号。第二相关双采样电路接收光黑像素的输出信号，执行相关的双采样，并且生成第二采样信号。偏移调节电路接收并比较第二采样信号和斜坡信号，并且生成对应于比较结果的允许信号。响应该允许信号而激活转换电路。
信号转换电路包括比较器、计数器和锁存器。比较器接收并比较斜坡信号和第一采样信号，并且对应于比较结果生成具有第一状态和第二状态之一的比较信号。计数器响应允许信号数字计数。锁存器接收计数器的输出信号，并且响应比较信号的状态变换锁存计数器生成的数字信号。
如果斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平，则转换电路生成对应于电信号的数字信号。转换电路包括响应允许信号数字计数的计数器和接收计数器的输出信号的锁存器。如果斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平，则转换电路输出计数器的输出信号作为数字信号。
根据本发明另一个实施例，信号转换电路包括光敏元件、多个光黑像素、转换电路、多个参考比较器和确定电路。光敏元件响应入射光线生成电信号。多个光黑像素连接到各自的数据线。转换电路接收并比较斜坡信号和电信号，并且生成对应于比较结果的数字信号。多个参考比较器中的每一个接收斜坡信号和连接的数据线的输出信号，比较这些信号，并且生成对应于比较结果的比较信号。确定电路接收多个参考比较器的输出信号，确定多个参考比较器中每一个的输出信号的第一状态和第二状态，并且输出对应于确定结果的允许信号。响应激活的允许信号而激活转换电路。
根据本发明另一个实施例，信号转换电路包括光敏元件、多个光黑像素、第一相关双采样电路、转换电路、多个第二相关双采样电路、多个参考比较器和确定电路。光敏元件响应入射光线生成电信号。多个光黑像素连接到各自的数据线。第一相关双采样电路接收电信号，执行相关的双采样，并且生成第一采样信号。转换电路接收并比较斜坡信号和第一采样信号，并且根据比较结果生成对应于电信号的数字信号。
多个第二相关双采样电路中的每一个接收连接的数据线的输出信号，执行相关的双采样，并且生成第二采样信号。多个参考比较器中的每一个接收斜坡信号和对应于参考比较器的第二相关双采样电路的输出信号，比较接收的信号，并且生成对应于比较结果的比较信号。确定电路接收多个参考比较器的输出信号，确定多个参考比较器中每一个的输出信号的第一状态和第二状态，并且输出对应于确定结果的允许信号。响应激活的允许信号而激活转换电路。
根据本发明另一实施例，可以提供一种信号转换电路的偏移调节方法。响应入射光线生成电信号。接收并比较斜坡信号和电信号，并且根据比较结果生成对应于电信号的数字信号。比较参考信号和斜坡信号，并且生成对应于比较结果的允许信号。响应允许信号生成数字信号。
根据本发明另一实施例，可以提供一种信号转换电路的偏移调节方法。可以检测入射光线或图像，并且生成对应于检测的图像的电信号。接收电信号，执行相关的双采样，生成第一采样信号。接收参考电压，执行相关的双采样，输出第二采样信号。接收并比较第一采样信号和斜坡信号，并且根据比较结果生成对应于电信号的数字信号。接收并比较第二采样信号和斜坡信号，并且生成对应于比较结果的允许信号。响应允许信号生成数字信号。
根据本发明另一实施例，可以提供一种信号转换电路的偏移调节方法。响应入射光线生成第一电信号。响应入射光线生成第二电信号。接收并比较斜坡信号和第一电信号，并且根据比较结果输出对应于第一电信号的数字信号。比较第二电信号和斜坡信号，并且生成对应于比较结果的允许信号。响应激活的允许信号生成数字信号。
根据本发明另一实施例，可以提供一种信号转换电路的偏移调节方法。响应入射光线生成第一电信号。响应入射光线生成第二电信号。接收第一电信号，执行相关的双采样，并生成第一采样信号。接收并比较斜坡信号和第一采样信号，并且根据比较结果生成对应于第一电信号的数字信号。接收第二电信号，执行相关的双采样，并生成第二采样信号。接收并比较第二采样信号和斜坡信号，并且生成对应于比较结果的允许信号。响应激活的允许信号输出数字信号。
应当理解的是，可在不背离本发明原理实质的前提下对上述实施例进行各种修改。所有的修改应当包括在本发明的权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种图像传感器包括光敏元件，用于生成对应于照射其上的光线的电信号；斜坡信号生成器，用于生成斜坡信号，其中斜坡信号的生成响应斜坡允许信号的激活而启动；偏移调节电路，用于在激活斜坡允许信号和启动斜坡信号的生成后生成计数器允许信号；计数器，用于响应计数器允许信号的生成而启动计数；及锁存器，用于响应斜坡信号和对应于入射到光敏元件上的光线的电信号的比较结果锁存计数器的输出。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中偏移调节电路被设计为响应斜坡信号和参考信号的比较结果激活计数器允许信号。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中偏移调节电路被设计为当斜坡信号等于参考信号时激活计数器允许信号。
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中当响应激活的斜坡允许信号启动斜坡信号的生成时，斜坡信号不等于参考信号。
5.根据权利要求2所述的图像传感器，其中参考信号包括直流电压。
6.根据权利要求2所述的图像传感器，其中参考信号包括由光黑像素生成的电信号。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中光黑像素包括与光隔绝的第二光敏元件。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中在与斜坡信号比较之前，对应于入射到光敏元件上的光线的电信号经受相关双采样。
9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中偏移调节电路响应斜坡信号和参考信号的比较结果激活计数器允许信号。
10.根据权利要求8所述的图像传感器，其中当启动斜坡信号的生成时，斜坡信号不等于参考信号。
11.根据权利要求8所述的图像传感器，其中偏移调节电路被设计为比较参考信号和斜坡信号，并且响应该比较结果激活计数器允许信号，其中在与斜坡信号比较之前对参考信号进行相关双采样。
12.根据权利要求8所述的图像传感器，其中参考信号包括直流电压。
13.根据权利要求8所述的图像传感器，其中参考信号包括由光黑像素生成的电信号。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中光黑像素包括与光隔绝的第二光敏元件。
15.根据权利要求1所述的图像传感器，其中光敏元件包括以行和列排列的多个光敏元件中的一个。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中每个光敏元件对应于被检测的图像的像素。
17.一种检测图像的方法，该方法包括生成对应于入射到光敏元件上的光线的电信号；响应斜坡允许信号的激活而启动斜坡信号的生成；在激活斜坡允许信号和启动斜坡信号的生成后生成计数器允许信号；响应计数器允许信号的生成而启动计数；及响应斜坡信号和对应于入射到光敏元件上的光线的电信号的比较结果锁存计数值。
18.根据权利要求17所述的方法，其中生成计数器允许信号包括将斜坡信号与参考信号比较，并且响应该比较结果激活计数器允许信号。
19.根据权利要求18所述的方法，其中生成计数器允许信号包括当斜坡信号等于参考信号时生成计数器允许信号。
20.根据权利要求18所述的方法，其中当斜坡信号的生成被启动时，斜坡信号和参考信号是不同的。
21.根据权利要求18所述的方法，其中参考信号包括直流电压。
22.根据权利要求18所述的方法，其中参考信号包括由光黑像素生成的电信号。
23.根据权利要求22所述的方法，其中光黑像素包括与光隔绝的第二光敏元件。
24.根据权利要求17所述的方法，其中对应于入射到光敏元件上的光线的电信号在与斜坡信号比较之前接受相关双采样。
25.根据权利要求24所述的方法，其中生成计数器允许信号包括当斜坡信号等于参考信号时，激活计数器允许信号。
26.根据权利要求24所述的方法，其中当斜坡信号的生成被启动时，斜坡信号和参考信号是不同的。
27.根据权利要求24所述的图像传感器，其中偏移调节电路被设计为比较参考信号和斜坡信号，并且响应该比较结果激活计数器允许信号，其中在与斜坡信号比较之前对参考信号进行相关双采样。
28.根据权利要求24所述的方法，其中参考信号包括直流电压。
29.根据权利要求24所述的方法，其中参考信号包括由光黑像素生成的电信号。
30.根据权利要求29所述的方法，其中光黑像素包括与光隔绝的第二光敏元件。
31.根据权利要求17所述的方法，其中光敏元件包括以行和列排列的多个光敏元件中的一个。
32.根据权利要求31所述的方法，其中每个光敏元件对应于被检测的图像的像素。
33.一种信号转换电路包括光敏元件，用于响应输入光线生成电信号；转换电路，用于比较斜坡信号和电信号，生成第一比较结果，并且响应第一比较结果输出对应于电信号的数字信号；及偏移调节电路，用于比较参考信号和斜坡信号，生成第二比较结果并且输出对应于第二比较结果的允许信号，其中响应允许信号激活转换电路。
34.如权利要求33所述的信号转换电路，其中参考信号是直流电(DC)。
35.如权利要求33所述的信号转换电路，其中转换电路包括比较器，用于接收并比较斜坡信号和电信号，并且根据第一比较结果输出具有第一状态和第二状态之一的比较信号；计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于响应比较信号的状态变换接收计数器的输出信号，锁存计数器的输出信号，并且输出数字信号。
36.如权利要求33所述的信号转换电路，其中光敏元件检测预定的图像，并且生成对应于检测的图像的电信号。
37.如权利要求33所述的信号转换电路，其中如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，则转换电路输出对应于电信号的数字信号。
38.如权利要求33所述的信号转换电路，其中转换电路包括计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，则输出计数器的输出信号作为数字信号。
39.一种信号转换电路包括光敏元件，用于响应入射光线生成电信号；第一相关双采样电路，用于接收电信号，执行相关的双采样，并且输出第一采样信号；转换电路，用于接收并比较斜坡信号和第一采样信号，生成第一比较结果并且根据第一比较结果输出对应于电信号的数字信号；第二相关双采样电路，用于接收参考电压，执行相关的双采样，并且输出第二采样信号；及偏移调节电路，用于接收并比较第二采样信号和斜坡信号，生成第二比较结果并且输出对应于第二比较结果的允许信号，其中响应允许信号激活转换电路。
40.如权利要求39所述的信号转换电路，其中参考信号是直流电(DC)。
41.如权利要求39所述的信号转换电路，其中转换电路包括比较器，用于接收并比较斜坡信号和第一采样信号，并且输出对应于第一比较结果的具有预定状态的比较信号；计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且响应比较信号的状态变换锁存计数器输出的数字信号。
42.如权利要求39所述的信号转换电路，其中如果斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平，则转换电路输出对应于电信号的数字信号。
43.如权利要求39所述的信号转换电路，其中转换电路包括计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平，则输出计数器的输出信号作为数字信号。
44.一种信号转换电路包括像素，用于响应入射光线生成第一电信号；光黑像素，用于响应输入光线生成第二电信号；转换电路，用于接收并比较斜坡信号和第一电信号，生成第一比较结果并且根据第一比较结果输出对应于第一电信号的数字信号；及偏移调节电路，用于比较第二电信号和斜坡信号，生成第二比较结果，并且输出对应于第二比较结果的允许信号，其中响应允许信号激活转换电路。
45.如权利要求44所述的信号转换电路，其中转换电路包括比较器，用于接收并比较斜坡信号和电信号，并且输出对应于第一比较结果的具有预定状态的比较信号；计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且响应比较信号的状态变换锁存从计数器输出的数字信号。
46.如权利要求44所述的信号转换电路，其中如果斜坡信号的电平等于第一电信号的电平，则转换电路输出对应于第一电信号的数字信号。
47.如权利要求44所述的信号转换电路，其中转换电路包括计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于第一电信号的电平，则输出计数器的输出信号作为数字信号。
48.一种信号转换电路包括像素，用于响应入射光线生成电信号；光黑像素；第一相关双采样电路，用于接收电信号，执行相关的双采样，并且输出第一采样信号；转换电路，用于接收并比较斜坡信号和第一采样信号，生成第一比较结果，并且输出对应于第一比较结果的数字信号；第二相关双采样电路，用于接收光黑像素的输出信号，执行相关的双采样，并且输出第二采样信号；偏移调节电路，用于接收并比较第二采样信号和斜坡信号，生成第二比较结果，并且输出对应于第二比较结果的允许信号，其中响应允许信号激活转换电路。
49.如权利要求48所述的信号转换电路，其中转换电路包括比较器，用于接收并比较斜坡信号和第一采样信号，并且输出具有对应于第一比较结果的第一状态和第二状态之一的比较信号；计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且响应比较信号的状态变换锁存从计数器输出的数字信号。
50.如权利要求48所述的信号转换电路，其中如果斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平，则转换电路输出对应于电信号的数字信号。
51.如权利要求48所述的信号转换电路，其中转换电路包括计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平，则输出计数器的输出信号作为数字信号。
52.一种转换电路包括光敏元件，用于响应入射光线生成电信号；多个光黑像素，其连接到各自的数据线；转换电路，用于接收并比较斜坡信号和电信号，生成第一比较结果并且输出对应于第一比较结果的数字信号；多个参考比较器，其中每一个用于接收斜坡信号和连接的数据线的输出信号，比较这些信号，生成第二比较结果，并且输出对应于第二比较结果的比较信号；及确定电路，用于接收多个参考比较器的输出信号，确定多个参考比较器中每一个的输出信号的第一状态和第二状态，并且输出对应于确定结果的允许信号，其中响应激活的允许信号激活转换电路。
53.如权利要求52所述的信号转换电路，其中转换电路包括比较器，用于接收并比较斜坡信号和电信号，并且输出对应于第一比较结果的具有第一状态和第二状态之一的比较信号；计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且响应比较信号的状态变换锁存从计数器输出的数字信号。
54.如权利要求52所述的信号转换电路，其中如果在第二状态的比较信号的数量大于在第一状态的比较信号的数量，激活允许信号。
55.如权利要求52所述的信号转换电路，其中如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，则转换电路输出对应于电信号的数字信号。
56.如权利要求52所述的信号转换电路，其中转换电路包括计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，则锁存计数器的输出信号。
57.一种信号转换电路包括光敏元件，用于响应入射光线生成电信号；多个光黑像素，其连接到各自的数据线；第一相关双采样电路，用于接收电信号，执行相关的双采样，并且输出第一采样信号；转换电路，用于接收并比较斜坡信号和第一采样信号，生成第一比较结果，并且根据第一比较结果输出对应于电信号的数字信号；多个第二相关双采样电路，其中每一个用于接收连接的数据线的输出信号，执行相关的双采样，并且输出第二采样信号；多个参考比较器，其中每一个用于接收斜坡信号和对应于参考比较器的第二相关双采样电路的输出信号，比较接收的信号，生成第二比较结果，并且输出对应于第二比较结果的比较信号；及确定电路，用于接收多个参考比较器的输出信号，确定多个参考比较器中每一个的输出信号的第一状态和第二状态，并且输出对应于确定结果的允许信号，其中响应激活的允许信号激活转换电路。
58.如权利要求57所述的信号转换电路，其中转换电路包括比较器，用于接收并比较斜坡信号和电信号，并且输出对应于第一比较结果的具有第一状态和第二状态之一的比较信号；计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且响应比较信号的状态变换锁存计数器的输出信号。
59.如权利要求57所述的信号转换电路，其中如果在第二状态的比较信号的数量大于在第一状态的比较信号的数量，则激活允许信号。
60.如权利要求57所述的信号转换电路，其中转换电路包含锁存器，用于当斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平时，输出对应于电信号的数字信号。
61.如权利要求57所述的信号转换电路，其中转换电路包括计数器，用于响应允许信号数字计数；及锁存器，用于接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平，则锁存计数器的输出信号。
62.一种信号转换电路的偏移调节方法包括响应入射光线生成电信号；接收并比较斜坡信号和电信号，生成第一比较结果，并且根据第一比较结果生成对应于电信号的数字信号；及比较参考信号和斜坡信号，生成第二比较结果，并且输出对应于第二比较结果的允许信号，其中在输出数字信号过程中，响应允许信号生成该数字信号。
63.根据权利要求62所述的偏移调节方法，其中参考信号是直流电压。
64.根据权利要求62所述的偏移调节方法，其中输出数字信号包括接收并比较斜坡信号和电信号，并且输出对应于比较结果的具有逻辑‘高’状态或逻辑‘低’状态的比较信号；响应允许信号数字计数；及接收数字计数的信号，并且响应比较信号的状态变换锁存该信号。
65.根据权利要求62所述的偏移调节方法，其中输出数字信号包括响应允许信号数字计数；及接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，则锁存该输出信号。
66.一种信号转换电路的偏移调节方法包括检测入射光线或图像，并且生成对应于检测的图像的电信号；接收电信号，执行相关的双采样，并且输出第一采样信号；接收参考电压，执行相关的双采样，并且输出第二采样信号；接收并比较第一采样信号和斜坡信号，并且生成第一比较结果；根据第一比较结果输出对应于电信号的数字信号；接收并比较第二采样信号和斜坡信号，并且生成第二比较结果；及输出对应于第二比较结果的允许信号，其中在输出数字信号过程中，响应允许信号生成该数字信号。
67.根据权利要求66所述的偏移调节方法，其中输出数字信号包括接收并比较斜坡信号和电信号，并且输出对应于比较结果的具有逻辑‘高’状态或逻辑‘低’状态的比较信号；及响应允许信号数字计数，并且响应比较信号的状态变换锁存数字计数的信号。
68.根据权利要求66所述的偏移调节方法，其中输出数字信号包括响应允许信号数字计数；及接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于第一采样信号的电平，则锁存该输出信号。
69.一种信号转换电路的偏移调节方法包括响应入射光线生成第一电信号；响应入射光线生成第二电信号；接收并比较斜坡信号和第一电信号，并且生成第一比较结果；根据第一比较结果输出对应于第一电信号的数字信号；比较第二电信号和斜坡信号，并且生成第二比较结果；及输出对应于第二比较结果的允许信号，其中在输出数字信号过程中，响应激活的允许信号生成该数字信号。
70.根据权利要求69所述的偏移调节方法，其中输出数字信号包括接收并比较斜坡信号和第一电信号，并且输出对应于比较结果的具有逻辑‘高’状态或逻辑‘低’状态的比较信号；响应允许信号数字计数；及接收数字计数的信号，并且响应比较信号的状态变换锁存该信号。
71.根据权利要求69所述的偏移调节方法，其中输出数字信号包括响应允许信号数字计数；及接收计数器的输出信号，并且如果斜坡信号的电平等于第一电信号的电平，则锁存该输出信号。
72.一种信号转换电路的偏移调节方法包括响应入射光线生成第一电信号；响应入射光线生成第二电信号；接收第一电信号，执行相关的双采样，并输出第一采样信号；接收并比较斜坡信号和第一采样信号，并且生成第一比较结果；根据第一比较结果输出对应于第一电信号的数字信号；接收第二电信号，执行相关的双采样，并输出第二采样信号；接收并比较第二采样信号和斜坡信号，并且生成第二比较结果；及输出对应于第二比较结果的允许信号，其中在输出数字信号过程中，响应激活的允许信号输出数字信号。
73.根据权利要求72所述的偏移调节方法，其中输出数字信号包括接收并比较斜坡信号和第一电信号，并且输出对应于比较结果的具有逻辑‘高’状态或逻辑‘低’状态的比较信号；响应允许信号数字计数；及接收数字计数的信号，并且响应比较信号的状态变换锁存该信号。
74.一种信号转换电路包括转换单元，用于接收并比较对应于检测的图像的电信号和斜坡信号，并且如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，输出对应于电信号的数字信号；及偏移调节电路，用于比较参考信号和斜坡信号并且生成对应于比较结果的允许信号，其中转换电路为响应允许信号，将电信号转换为数字信号。
75.根据权利要求74所述的信号转换电路，其中转换电路包括比较器，用于接收并比较斜坡信号和电信号，并且根据比较结果输出在逻辑‘高’状态或逻辑‘低’状态的比较信号；计数器，用于响应允许信号开始计数；及锁存器，其连接到计数器的输出端，用于接收计数器的输出信号，并且响应比较信号的状态变换锁存该计数器的输出信号。
76.根据权利要求75所述的信号转换电路，其中如果斜坡信号的电平等于电信号的电平，则变换比较信号的状态。
全文摘要
一种图像传感器包括光敏元件，用于生成对应于照射其上的光线的电信号和斜坡信号生成器，用于生成斜坡信号。斜坡信号的生成响应斜坡允许信号的激活而启动。偏移调节电路在激活斜坡允许信号和启动斜坡信号的生成后生成计数器允许信号。计数器响应计数器允许信号的生成而启动计数。锁存器响应斜坡信号和对应于入射到光敏元件上的光线的电信号的比较结果锁存计数器的输出。也讨论了其相关的方法。
文档编号H04N5/378GK1458792SQ0312331
公开日2003年11月26日 申请日期2003年4月25日 优先权日2002年5月14日
发明者南丁铉 申请人:三星电子株式会社