電容可選擇電荷泵的制作方法
【專利摘要】本申請案涉及一種電容可選擇電荷泵。一種升壓轉換器包含經耦合以接收第一電壓電位的輸入及經耦合以輸出高于所述第一電壓電位的第二電壓電位的輸出。所述升壓轉換器還包含電容電荷泵陣列。所述陣列中的所述電容電荷泵中的每一者包含通過將所述電容電荷泵中的每一者選擇性地連接到所述輸入及所述輸出而調制為個別地運行所述電容電荷泵中的每一者的開關。所述升壓轉換器進一步包含耦合到所述電容電荷泵中的每一者的所述開關且經配置而以實質上固定頻率調制所述開關的控制模塊。所述控制模塊響應于所述輸出上的電流汲取而調制所述陣列中的選定電容電荷泵的所述開關。所述升壓轉換器可包含于圖像傳感器中。
【專利說明】電容可選擇電荷泵
【技術領域】
[0001]本發明大體來說涉及電源，且特定來說(但非排他性地)涉及用于圖像傳感器的電源。
【背景技術】
[0002]圖像傳感器已變得無所不在。其廣泛地用于數碼靜物相機、蜂窩式電話及安全攝像機以及醫療、汽車及其它應用中。用以制造圖像傳感器且特定來說互補金屬氧化物半導體(“CMOS”)圖像傳感器的技術已不斷快速地進步。舉例來說，圖像傳感器為越來越高的分辨率、越來越低的功率且具有更佳的光敏感度。
[0003]在圖像傳感器中且在許多其它種類的電子裝置中，既穩定且又有效的電源為有利的。另外，具有低噪聲的電源在具有傳感器(包含圖像傳感器)的電子裝置中可尤其有利。在圖像傳感器中，由圖像傳感器產生的圖像的圖像質量可尤其取決于低噪聲電源。特定來說，具有較低噪聲電源的圖像傳感器可具有較佳動態范圍，此可輔助攝影師在低光環境中捕獲圖像。此外，低噪聲電源減少對設計者及制造商的包含用以濾除由電源引入的噪聲的復雜濾波電路的負擔。由于圖像傳感器在具有有限電源的移動裝置中也為普遍存在的，因此圖像傳感器及包含在所述圖像傳感器中或向所述圖像傳感器供應的電源的效率對于保存移動裝置中的電池壽命越來越重要。
【發明內容】
[0004]本發明的一個實施例涉及一種圖像傳感器。所述圖像傳感器包括:電容可選擇電荷泵，其包含:泵輸入，其耦合到圖像傳感器電壓輸入；泵輸出，其經耦合以輸出經升壓電壓；以及電容電荷泵陣列，其經耦合以將所述泵輸入上的輸入電壓升壓到所述泵輸出上的所述經升壓電壓；電壓調節器，其耦合到所述泵輸出且經耦合以輸出像素電壓；像素陣列，其經耦合以從所述電壓調節器接收所述像素電壓；以及控制模塊，其經耦合以響應于所述像素陣列的電流汲取而分別選擇所述陣列中的所述電容電荷泵中的每一者以對所述輸入電壓進行升壓，其中所述控制模塊經配置而以相同的實質上固定頻率運行所述陣列中的所述選定電容電荷泵中的所述每一者。
[0005]另一實施例涉及一種升壓轉換器。所述升壓轉換器包括:輸入，其經耦合以接收第一電壓電位；輸出，其經I禹合以輸出高于所述第一電壓電位的第二電壓電位；電容電荷泵陣列，其中所述陣列中的所述電容電荷泵中的每一者包含通過將所述電容電荷泵中的每一者選擇性地連接到所述輸入及所述輸出而經調制為個別地運行所述電容電荷泵中的每一者的開關；以及控制模塊，其耦合到所述電容電荷泵中的每一者的所述開關且經配置而以實質上固定頻率調制所述開關，其中所述控制模塊響應于所述輸出上的電流汲取而調制所述陣列中的選定電容電荷泵的所述開關。
[0006]另一實施例涉及一種調節電源的方法。所述方法包括:從電容可選擇電荷泵(“CSCP”)的輸出取樣輸出電壓，其中所述CSCP包含電容器電荷泵陣列；以及響應于所述輸出電壓而激活或解除激活所述電容器電荷泵陣列中的電容器電荷泵，其中所述電容器電荷泵陣列中的每一電容器電荷泵經配置以耦合到所述CSCP的輸入且經配置以耦合到所述CSCP的所述輸出；以及以相同的實質上固定頻率運行所述經激活電容器電荷泵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]參考以下各圖描述本發明的非限制性及非詳盡實施例，其中在所有各視圖中相似參考編號指代相似部件，除非另有規定。
[0008]圖1A展示耦合到電壓調節器的常規電荷泵的混合框圖/電路圖解。
[0009]圖1B圖解說明施加到電荷泵的常規時序序列及由圖1A中的電荷泵及電壓調節器產生的電壓的實例性電壓電平。
[0010]圖2A展示常規電荷泵及用于產生時序信號以控制電荷泵的常規邏輯的框圖。
[0011]圖2B展示與常規電荷泵的不同電流輸出相關聯的常規時序序列及電壓電平。
[0012]圖3A及3B展示根據本發明的實施例的電容可選擇電荷泵及控制模塊的混合框圖/電路圖解。
[0013]圖3C展示根據本發明的實施例的與電容可選擇電荷泵的不同電流輸出相關聯的實例性時序序列及電壓電平。
[0014]圖4圖解說明根據本發明的實施例的實例性電容可選擇電荷泵、控制模塊及電壓調節器。
[0015]圖5展示包含一像素陣列及兩個電壓輸入的實例性圖像傳感器。
[0016]圖6展示根據本發明的實施例的在數字控制環路中包含電容可選擇電荷泵的實例性圖像傳感器。
【具體實施方式】
[0017]本文中描述用于調節包含電容可選擇電荷泵的電源的設備及方法的實施例。在以下描述中，闡述眾多特定細節以提供對所述實施例的透徹理解。然而，相關領域的技術人員將認識到，可在無所述特定細節中的一者或一者以上的情況下或借助其它方法、組件、材料等來實踐本文中所描述的技術。在其它實例中，為避免使某些方面模糊，未詳細展示或描述眾所周知的結構、材料或操作。
[0018]在本說明書通篇中對“一個實施例”或“一實施例”的提及意指結合所述實施例所描述的特定特征、結構或特性包含于本發明的至少一個實施例中。因此，在本說明書通篇中各個地方短語“在一個實施例中”或“在一實施例中”的出現未必全部指代同一實施例。此外，所述特定特征、結構或特性可以任何適合方式組合于一個或一個以上實施例中。
[0019]圖1A展示耦合到電壓調節器150的常規電荷泵110的混合框圖/電路圖解。電容電荷泵Iio接收電壓VDD114作為輸入且將VDD114升壓到電壓Vhi130。電容電荷泵110通過使用時序信號Φ1及Φ2調制開關112及113來對VDD114進行升壓(或增壓)。電壓調節器150經耦合以接收Vhi130且將其降壓到VAA155。電壓調節器150可用作將電源紋波減小到可接受水平的方式。通常，VAA155具有高于VDD114但低于Vhi130的電壓電位。電壓調節器150可使用電壓V,ef135作為輸入以確保VAA155處于適當電壓電位。
[0020]圖1B圖解說明經調制以將VDD114增壓到Vhi130的信號Φ I及Φ 2的實例性時序序列。圖1B還展示在信號Φ1及Φ2的調制時間周期期間的相關聯Vhi130及VAA155電壓電位。在圖1B中，與Vhi 130相比，VAA155具有減小的電壓紋波。
[0021]圖2A展示電容電荷泵110及用于產生時序信號Φ1及Φ 2以控制電容電荷泵110的常規邏輯180。應了解，所圖解說明的邏輯180僅為邏輯符號且所述邏輯的實際實施方案可采取多種不同模擬或數字組件的形式。[0022]圖2B展示與常規電荷泵的不同電流輸出相關聯的信號Φ I及Φ2以及Vhi130的對應電壓電平的實例性時序序列。當電容電荷泵110的輸出上存在高電流消耗時信號Φ1及Φ2的時鐘序列處于比當存在中或低電流消耗時高的頻率。當電容電荷泵110的輸出上存在中消耗時信號Φ1及Φ2的時鐘序列處于比當存在低電流消耗時高的頻率。因此，圖2A及2B展示具有異步泵的電容電荷泵110。圖2B中的時序圖還展示Vhi130上的紋波頻率緊密遵循信號Φ I及Φ2的時鐘序列的頻率-當時鐘序列頻率較高時，Vhi130上的紋波頻率較高，且當時鐘序列頻率較低時，Vhi130上的紋波頻率較低。
[0023]圖2A及2B圖解說明使用具有給定時序序列的電容電荷栗110的潛在缺點。舉例來說，異步泵頻率可形成電力供應輸出的不可預測的尖峰，且Vhi130上的紋波的振幅可不與電流消耗成比例。泵的異步性質可需要較復雜的濾波電路來使電力供應中的噪聲變靜。使用具有給定時序序列的電容電荷泵110的另一潛在缺點是，無論電流消耗如何，紋波振幅均大致相同。如果使用電壓調節器來使紋波平滑，那么此可導致較低的效率，因為電壓調節器在“容許度”(電壓調節器的輸入電壓與經調節輸出電壓之間的差)較大時可能較不有效。
[0024]圖3A及3B展示根據本發明的實施例的電容可選擇電荷泵(“CSCP”)310及控制模塊375的混合框圖/電路圖解。在所圖解說明的實施例中，CSCP310包含包括電容電荷泵模塊(“CCPM”)315、CCPM320及CCPM325的電容電荷泵模塊陣列。在其它實施例中，CSCP310可在所述陣列中包含兩個、四個、五個(或更多)CCPM。CSCP310具有經耦合以接收第一電壓電位(例如VDD314)的泵輸入。CSCP310具有經耦合以輸出比第一電壓電位高的第二電壓電位(例如Vhi330)的泵輸出。所述陣列中的每一 CCPM經耦合而可單獨地選擇以將第一電壓電位(例如，VDD314)升壓到第二電壓電位(例如，Vhi330)。所述陣列中的每一 CCPM包含通過將電容電荷泵中的每一者選擇性地連接到所述泵的輸入及輸出而調制為個別地運行所述CCPM中的每一者的開關。
[0025]在所圖解說明的實施例中，CCPM315包含由信號Φ Ia及Φ 2a控制以運行(或激活)CCPM315的開關317及318。當CCPM315正在運行時，其將VDD314升壓到Vhi330。類似地，CCPM320包含由信號Φ Ib及(^2b控制以運行(或激活)CCPM320的開關322及323。當CCPM320正在運行時，其將VDD314升壓到Vhi330。仍參考所圖解說明的實施例，CCPM325包含由信號Φ Ic及Φ2ο控制以運行(或激活)CCPM325的開關327及328。當CCPM325正在運行時，其將VDD314升壓到Vhi330。
[0026]圖3B展示耦合到共同地作為電流消耗總線(“CCB”) 378的控制信號Φ la、Φ lb、Φ lc、Φ2β, (t2b及Φ2ο的控制模塊375。因此，控制模塊375可通過在CCB378上將數字信號發送到陣列中的CCPM來單獨地選擇所述CCPM中的哪些正在運行。在所圖解說明的實施例中，控制模塊375包含時鐘輸入370。在一些實施例中，控制模塊375可包含內部時鐘產生器。此外，在所圖解說明的實施例中，控制模塊375包含感測輸入365。感測輸入365可接收表示CSCP310的輸出上的電流汲取的信號。感測輸入365可耦合到CSCP310的輸出以監視Vhi330。控制模塊375可基于來自感測輸入365的所接收信號而激活并運行不同的CCPM。在一個實施例中，代替具有感測輸入365，控制模塊375接收指示控制模塊375將運行哪些CCPM的模式命令(模擬或數字)。
[0027]圖3C展示根據本發明的實施例的與CSCP310的不同電流輸出相關聯的實例性時序序列及電壓電平。圖3C展示當CSCP310的輸出上存在高、中及低電流消耗時CCB378的信號時序序列。應了解，CCB378針對經激活以運行的CCPM的調制序列處于相同的大致固定頻率。換句話說，當電流消耗改變時，CCPM中的每一者的泵激頻率不改變。如圖2B中所展示，當電流消耗較高時，常規電荷泵增加泵頻率。相比之下，圖3C展示控制模塊375通過激活(并運行)更多或更少CCPM以提供所需要的電流來調制每時鐘的電荷。舉例來說，當存在高電流消耗時，控制模塊375激活CCPM315、320及325。當存在低電流消耗時，控制模塊375僅激活CCPM315。
[0028]雖然圖3C僅展示三種不同的電流消耗情形(高、中及低)，但應了解，控制模塊375可在控制具有三個不同電容值的三個CCPM時具有高達3位的分辨率(八個設定)。在圖3A中的所圖解說明實例中，CCPM315具有電容C，CCPM320具有電容2C，且CCPM325具有電容4C。因此，控制模塊375可運行CCPM的組合以為CSCP310提供總計O、C、2C、3C、4C、5C、6C或7C的電荷泵電容。當然，可能有其它電容值，且在一些實施例中，陣列中的CCPM中的每一者中的電容值相同。此外，應了解，假定CSCP310中的對應數目的CCPM，則可能有任何分辨率。舉例來說，如果CSCP310包含六個CCPM的陣列，那么可能有6位的分辨率(六十四個設定)。注意以下為有幫助的:雖然來自CCPM中的電容器的線性響應為合意的，但來自CCPM中的電容器的非線性響應也是可能的。
[0029]控制模塊375可經配置以接收感測信號且接著運行某些CCPM以提供用以供應恰當電流的電容。控制模塊375可包含用以將模擬感測信號轉換為模擬感測信號的數字表示的模/數轉換器。控制模塊375可包含可具有板上模/數轉換器的處理器。控制模塊375還可經配置以接收模式命令(例如，數字字)，且響應于所述模式命令而運行某些CCPM以提供用以供應恰當電流的電容。在任一情況中，控制模塊375可僅運行與最小所需電容對應的CCPM。在本發明中，“最小所需電容”應定義為在仍滿足CSCP310的輸出上的電流汲取的同時可用于由控制模塊375選擇的最小電容。僅運行滿足電流汲取所需要的CCPM可通過減小CSCP310的輸出上的紋波來增加CSCP310的效率。作為一實例，如果滿足CSCP310的輸出上的電流需求需要大于4C但小于5C的電容值，那么控制模塊375可僅運行CCPM315及325以提供5C電容值。在此情況中，5C為可用于由控制模塊375選擇的“最小所需電容”，這是因為在所圖解說明的實施例中，4C將不充足且控制模塊375不具有提供低于5C的電容的分辨率。
[0030]圖4圖解說明根據本發明的實施例的CSCP310、控制模塊475及電壓調節器450。例如電壓調節器450的電壓調節器可耦合到CSCP310的輸出以使輸出上的任何紋波平滑。在一個實施例中，電壓調節器450包含將Vhi430減小到VAA455的低壓降線性調節器。在一個實施例中，Vhi430為大約2.7伏特且VAA455為大約2.5伏特。控制模塊475、CSCP310及電壓調節器450可組合成單個電力供應模塊。
[0031]圖4展示控制模塊475包含額外控制線，即低功率控制453。在圖4中，控制模塊475經耦合以控制CCB478。在所圖解說明的實施例中，CCB478包含Φ la、Φ lb、Φ lc、Φ 2a、Φ 2b、Φ 2c及低功率控制453。低功率控制453從控制模塊475耦合到為電壓調節器450上的輸入的低功率模式輸入454。當控制模塊475選擇低功率模式輸入454時，電壓調節器450進入減小電流帶寬的低功率模式。所述低功率模式可減小電壓調節器中的靜態電流。此特征為又一功率效率改進。
[0032]返回參考圖3C，隨著電流消耗降低，CSCP310的輸出電壓(Vhi330)上的紋波減小。此展示使用CSCP310來代替常規電荷泵的潛在優點。如圖2B所圖解說明，無論電流消耗如何，常規電荷泵均具有約相同的紋波電壓。相比之下，圖3C展示Vhi330上的紋波電壓隨著降低的電流消耗減小。紋波電壓的此降低給出較穩定的輸出電壓，其可允許電壓調節器450為“低壓降”線性調節器，此通常為更有效的。
[0033]圖5展示實例性圖像傳感器501，其包含像素陣列510、用以一次對一個像素的像素復位與信號電壓進行取樣的電路(像素復位與信號電壓取樣520)及用以將像素信號轉換成數字字的模/數(“A/D”)轉換器530。圖像傳感器501還包含耦合到A/D轉換器530以提供參考電壓的電壓參考525。數字控制與圖像處理器550控制圖像傳感器501的操作且可輔助預處理原始圖像。
[0034]像素陣列輸出電壓信號(像素復位與信號電壓之間的差)可比像素電力供應電壓VAA(例如，2.8V)顯著小(例如，IV)。此意味著可通過以較低電壓運行像素復位與信號電壓取樣520及A/D轉換530而節省電力。數字核心(數字控制與圖像處理器550)可需要其自己的電源，因為其需要比VAA低的電壓且保護像素陣列510免受由數字核心產生的電力供應噪聲的影響。如果數字核心電壓低于數字輸入/輸出(“I/O”)電壓VDD，那么可將任選電壓調節器耦合在VDD和數字控制與圖像處理器550之間，如所圖解說明。
[0035]圖6展示根據本發明的實施例的在數字控制環路中包含電容可選擇電荷泵310的實例性圖像傳感器601。圖像傳感器601包含具有電壓電位VDD的圖像傳感器電壓輸入614。圖像傳感器電壓輸入614可為圖像傳感器601上為圖像傳感器組件供應電力的唯一電壓輸入；但圖像傳感器601中可包含其它通信信號輸入及輸出(未展示)。圖像傳感器601還包含具有耦合到圖像傳感器電壓輸入614的輸入的CSCP310。CSCP310具有經耦合以輸出比輸入電壓的電壓電位聞的經升壓電壓(例如，Vhi631)的輸出。
[0036]在所圖解說明的實施例中，電壓調節器450耦合到CSCP310的輸出且將Vhi631下調到供應給像素陣列610的VAA1655。在一個實施例中，電壓調節器450為線性調節器。在一個實施例中，Vhi631為大約2.7伏特且VAA1655為大約2.5伏特。像素陣列610經耦合以接收VAA1655且經配置以捕獲圖像。像素復位與取樣電路620經耦合以從所述像素陣列讀取像素值。像素復位與取樣電路620可經配置以逐行或逐列地讀出像素陣列610。模/數(“A/D”)轉換器630耦合到像素復位與取樣電路620以將模擬像素值轉換成數字像素值。
[0037]數字控制與圖像處理器(“DCIP”)650經耦合以從A/D轉換器630接收數字像素值。DCIP650耦合到像素陣列610以控制圖像獲取過程。DCIP650還耦合到像素復位與取樣電路620及A/D轉換器630以控制像素值的讀出及A/D轉換。在DCIP650需要比Vhi631高的電壓的情況下或作為用以進一步改進電力供應噪聲的拒斥的方式，可將任選電壓調節器(例如，REG2)耦合在圖像傳感器電壓輸入614與DCIP650之間。[0038]DCIP650經耦合以使用CCB478單獨地選擇CSCP310中所包含的電容電荷泵模塊。DCIP650可選擇電容電荷泵模塊(例如，CCPM315、320及/或325)的任何組合以將VDD升壓到Vhi631。類似于圖3C中的時序圖，DCIP650可以大致相同的泵頻率泵激選定電容電荷泵模塊。DCIP650所選擇的CCPM組合取決于像素陣列610的電流汲取。除控制選擇哪些CCPM以外，CCB478還可經耦合以在像素陣列610需要低電流量時控制電壓調節器450的低功率模式選擇器454。
[0039]在所圖解說明的實施例中，電壓參考625將參考電壓VBe626提供到A/D轉換器630、電壓調節器450、REG2、REG3及像素復位與取樣電路620。在圖解說明的實施例中，作為數字控制環路的一部分將VBe626提供到像素復位與取樣電路620，此可確保Vhi631與過程、電壓及溫度變化以及來自VAA1655的電流消耗無關。在所圖解說明的實施例中，像素復位與取樣電路620及A/D轉換器630具有接收Vhi631及VSENSE665的像素讀出電路的“虛擬列”。使用“虛擬列”可利用已設計的電路且可利用已為板上圖像傳感器601的電路。在所圖解說明的實施例中，Vsense665表示Vhi631上的電壓(經由分壓器)，所述電壓可表示像素陣列610的電流汲取。分壓器可將Vhi631(通過已知比)減小到像素復位與取樣電路620可接受的電壓電平。
[0040]在所圖解說明的實施例中，DCIP650經耦合以從A/D轉換器630讀取包含VBe626及Vsense665的數字表示的虛擬列。應了解，VSENSE665僅為監視像素陣列610的電流汲取的一個實例且可使用其它配置來監視像素陣列610的電流汲取。DCIP650可確定VBe626與Vsense665之間的差(其為Vhi631除以恒定因子)。可從可編程電阻器或電容器分壓器獲得所述恒定因子。將VBe626與Vsense665之間的差的數字表示驅動為零。在一個實施例中，使用比例積分(“PI”)控制器來確定進行控制的CCB478以選擇CSCP310的滿足像素陣列610的電流需求所需要的CCPM。可使用(DCIP650內)兩個不同的控制器以取決于是否啟用像素陣列610的像素偏置電流而確定進行控制的CCB478。
[0041]在一個實例中，DCIP650正以20 μ s的行時間對像素陣列610進行讀出。在此實例中，可以50kHz對Vsense665進行取樣(經由A/D轉換器630上的虛擬列)。有利地，可通過電壓調節器450抑制大于50kHz的高頻率噪聲。
[0042]應了解，除基于監視表示像素陣列610的電流汲取的信號(例如，Vhi631)而控制CCB478以外，DCIP650還可基于像素陣列610的可預測負載變化而控制CCB478。舉例來說，由于DCIP650經耦合以控制像素陣列610，因此DCIP650可能夠基于發送到像素陣列610的控制信號而預測像素陣列610的低或高電流需求。因此，DCIP650可增加或降低(經由CCB478)由CSCP310遞送的電流以基于像素陣列610的可預測電流需求增加而將VDD升壓到Vhi631。如上文所論述，選擇及解除選擇CSCP310的CCPM增加及降低CSCP中的電荷泵的電容，此增加及降低CSCP310能夠供應的電流。
[0043]所圖解說明實施例的一個可能優點是，VDD可為向圖像傳感器601供應電力的唯一襯墊。此可降低圖像傳感器601的大小且使得較容易實施圖像傳感器601，因為給圖像傳感器601供電將需要僅一個電力供應電壓。
[0044]上文所解釋的過程是就計算機軟件及硬件來描述的。所描述的技術可構成在有形或非暫時機器(例如，計算機)可讀存儲媒體內體現的機器可執行指令，所述指令在由機器執行時將致使所述機器執行所描述的操作。另外，所述過程可體現在硬件內，例如專用集成電路(“ASIC”)或其它。
[0045]有形非暫時機器可讀存儲媒體包含以可由機器(例如，計算機、網絡裝置、個人數字助理、制造工具、具有一組一個或一個以上處理器的任何裝置等)存取的形式提供(即，存儲)信息的任何機制。舉例來說，機器可讀存儲媒體包含可記錄/不可記錄媒體(例如，只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲媒體、光學存儲媒體、快閃存儲器裝置
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[0046]包含發明摘要中所描述內容的本發明的所圖解說明實施例的以上描述并非打算為窮盡性或將本發明限制于所揭示的精確形式。盡管出于說明性目的而在本文中描述本發明的特定實施例及實例，但如所屬領域的技術人員將認識到，可在本發明的范圍內做出各種修改。
[0047]可根據以上詳細描述對本發明做出這些修改。所附權利要求書中所使用的術語不應理解為將本發明限制于說明書中所揭示的特定實施例。相反，本發明的范圍將完全由所附權利要求書來確定，所述權利要求書將根據所創建的權利要求解釋原則來加以理解。
【權利要求】
1.一種圖像傳感器，其包括: 電容可選擇電荷泵，其包含: 泵輸入，其耦合到圖像傳感器電壓輸入； 泵輸出，其經耦合以輸出經升壓電壓；以及 電容電荷泵陣列，其經耦合以將所述泵輸入上的輸入電壓升壓到所述泵輸出上的所述經升壓電壓； 電壓調節器，其耦合到所述泵輸出且經耦合以輸出像素電壓； 像素陣列，其經耦合以從所述電壓調節器接收所述像素電壓；以及 控制模塊，其經耦合以響應于所述像素陣列的電流汲取而分布選擇所述陣列中的所述電容電荷泵中的每一者以對所述輸入電壓進行升壓，其中所述控制模塊經配置而以相同的實質上固定頻率運行所述陣列中的所述選定電容電荷泵中的所述每一者。
2.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述控制模塊經耦合以接收表示所述像素陣列的所述電流汲取的感測信號。
3.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述控制模塊耦合到所述電壓調節器的低功率模式選擇器，且經配置以響應于所述像素陣列的所述電流汲取而激活所述電壓調節器的較低功率模式。
4.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其進一步包括: 電壓參考，其中所述控制·模塊經耦合以從所述電壓參考接收參考電壓信號。
5.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其進一步包括: 像素復位與取樣電路，其經耦合以從所述像素陣列讀出像素值；以及 模/數“A/D”轉換器模塊，其耦合到所述像素復位與取樣電路以將所述像素值轉換成數字像素值，其中所述控制模塊經耦合以從所述A/D轉換器模塊接收所述數字像素值。
6.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其中所述控制模塊經耦合以控制所述像素陣列、像素復位與取樣電路及所述A/D轉換器模塊。
7.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其進一步包括: 電壓參考，其中所述像素復位與取樣電路經耦合以從所述電壓參考接收參考電壓信號，且經耦合以接收表示所述經升壓電壓的經升壓電壓信號， 且其中所述A/D轉換器模塊經耦合以將所述參考電壓信號及所述經升壓電壓信號轉換成數字電壓值，且所述控制模塊經耦合以讀取所述數字電壓值。
8.根據權利要求7所述的圖像傳感器，其中所述參考電壓信號及所述經升壓電壓信號是借助用以讀出所述像素陣列的所述像素值的像素讀出電路的虛擬列而轉換為數字值的。
9.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述圖像傳感器電壓輸入為所述圖像傳感器的唯一供應電壓。
10.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中第二電壓調節器耦合于所述圖像傳感器電壓輸入與所述控制模塊的控制供應電壓輸入之間。
11.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述電流汲取是由所述控制模炔基于所述控制模塊的輸入或輸出而預測的預期電流汲取。
12.—種升壓轉換器,其包括: 輸入，其經耦合以接收第一電壓電位；輸出，其經I禹合以輸出高于所述第一電壓電位的第二電壓電位； 電容電荷泵陣列，其中所述陣列中的所述電容電荷泵中的每一者包含通過將所述電容電荷泵中的每一者選擇性地連接到所述輸入及所述輸出而經調制為個別地運行所述電容電荷泵中的每一者的開關；以及 控制模塊，其耦合到所述電容電荷泵中的每一者的所述開關且經配置而以實質上固定頻率調制所述開關，其中所述控制模塊響應于所述輸出上的電流汲取而調制所述陣列中的選定電容電荷泵的所述開關。
13.根據權利要求12所述的升壓轉換器，其中調制所述開關以運行選定電容電荷泵包含僅運行所述陣列中的提供組合電容的電容電荷泵，所述組合電容為供應所述輸出上的所述電流汲取所需要的最小所需電容。
14.根據權利要求12所述的升壓轉換器，其中所述電容電荷泵中的每一者具有不同電容。
15.根據權利要求12所述的升壓轉換器，其中所述陣列中存在η數目個電容電荷泵，且任何給定電容電荷泵的電容值大約由CX21給出，其中C為所述電容電荷泵陣列中的第一電容電荷泵的第一電容值，且其中i為所述給定電容電荷泵在所述陣列中的位置，且i以所述第一電容電荷泵為零開始且針對所述陣列中的每一額外電容電荷泵遞增直到i等于n-1為止。
16.根據權利要求12所述的升壓轉換器，其中所述控制模塊經耦合以接收表示所述輸出上的所述電流汲取的感測信號。
17.根據權利要求12所述的升壓轉換器，其中所述電流汲取是由所述控制模炔基于所述控制模塊的輸入或輸出而預測的預期電流汲取。
18.根據權利要求12所述的升壓轉換器，其進一步包括: 電壓調節器，其耦合到所述輸出以調節所述第二電壓電位，其中所述控制模塊耦合到所述電壓調節器的低功率模式選擇器，且經配置以響應于所述輸出上的所述電流汲取而激活所述電壓調節器的較低功率模式。
19.一種調節電源的方法，其包括: 從電容可選擇電荷泵“CSCP”的輸出取樣輸出電壓，其中所述CSCP包含電容器電荷泵陣列；以及 響應于所述輸出電壓而激活或解除激活所述電容器電荷泵陣列中的電容器電荷泵，其中所述電容器電荷泵陣列中的每一電容器電荷泵經配置以耦合到所述CSCP的輸入且經配置以耦合到所述CSCP的所述輸出；以及 以相同的實質上固定頻率運行所述經激活電容器電荷泵。
20.根據權利要求19所述的調節電源的方法，其中所述陣列中的所述經激活電容器電荷泵提供組合電容，所述組合電容為所述CSCP的維持所述CSCP的所述輸出上的特定電壓所需要的最小所需電容。
21.根據權利要求19所述的調節電源的方法，其進一步包括: 從電壓參考取樣參考電壓且確定所述參考電壓與所述輸出電壓之間的差，其中響應于所述輸出電壓而激活或解除激活所述陣列中的所述選定電容器電荷泵是至少部分地基于所述參考電壓與所述輸出電壓之間的所述差。
22.根據權利要求19所述的調節電源的方法，其進一步包括: 當所述CSCP的所述輸出上的電流汲取低于特定電平時，激活耦合到所述CSCP的所述輸出的電壓調節器上 的低功率模式。
【文檔編號】H04N5/374GK103595245SQ201310320620
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月26日 優先權日:2012年8月15日
【發明者】羅伯特·約翰松, 托雷·馬丁努森 申請人:全視科技有限公司