成像器件及其操作方法與流程

本發明的實施例涉及半導體領域，更具體地涉及成像器件以及操作方法。

背景技術：

例如，成像器件包括互補金屬氧化物半導體(cmos)圖像傳感器。在一些方法中，成像器件包括布置為行和列的像素的陣列以及模數轉換器(adc)。像素中的每一個都包含感光元件。每一個感光元件都產生與感光元件接收的光的強度成比例的電荷。像素中的每一個都相應地生成模擬像素輸出信號。然后，模數轉換器將模擬像素輸出信號轉換為數字信號，以用于隨后的成像操作。

技術實現要素：

本發明的實施例提供了一種成像器件，包括：比較器，配置為比較參考信號與來自像素單元的像素輸出信號，以生成比較器輸出信號來有效地使能和不使能計數器；以及控制電路，根據不使能所述計數器的所述比較器輸出信號，所述控制電路配置為不使能所述比較器。

本發明的實施例還提供了一種成像器件，包括：模數轉換器電路，配置為將來自像素陣列的至少一個模擬像素輸出信號轉換為至少一個數字信號，其中，所述模數轉換器電路包括：比較器，根據參考信號和來自所述像素陣列的模擬像素輸出信號，所述比較器配置為生成比較器輸出信號以用于有效地使能和不使能生成數字信號的計數器；以及控制電路，根據所述比較器輸出信號，所述控制電路配置為不使能所述比較器。

本發明的實施例還提供了一種成像器件的操作方法，包括：當通過模數轉換器電路將來自像素單元的模擬像素輸出信號完全轉換為數字信號時，在所述模數轉換器電路中，不使能配置為有效地使能和不使能計數器的比較器。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以最佳地理解本發明的各個實施例。應該注意，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。

圖1是根據本發明的一些實施例的成像器件100的示意圖；

圖2是根據本發明的一些實施例的與圖1中的像素單元111相關聯的模數轉換器電路140的示意圖；

圖3是示出了根據本發明的一些實施例的圖2中的模數轉換器電路140的操作的方法300的流程圖；

圖4是根據本發明的各個實施例的與圖1中的像素單元111相關聯的模數轉換器電路140的示意圖；

圖5a是根據本發明的一些實施例的圖2或圖4中的比較器210的電路圖；以及

圖5b是根據本發明的一些實施例的圖4中的放大電路420的電路圖。

具體實施方式

以下公開內容提供了許多不同實施例或實例，用于實現所提供主題的不同特征。以下將描述組件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅是實例并且不意欲限制本發明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。而且，本發明在各個實例中可以重復參考數字和/或字母。這種重復僅是為了簡明和清楚，其自身并不表示所論述的各個實施例和/或配置之間的關系。

本說明書中使用的術語通常具有其在本領域中以及在使用每一個術語的具體的內容中的普通含義。本說明書中使用的實例，包括本文所討論的任何術語的實例，僅是示例性的，并且絕不是限制本發明的或任何示例性術語的范圍和意義。同樣，本發明不限于本說明書中給出的各個實施例。

盡管本文可以使用術語“第一”、“第二”等以描述各個元件，但是這些元件不應被這些術語限制。這些術語用于將一個元件與另一個元件區別開。例如，在不背離本發明的范圍的情況下，可以將第一元件叫做第二元件，并且類似地，可以將第二元件叫做第一元件。如本文所使用的，術語“和/或”包括一個或多個所列的相關聯項目的任何以及所有的組合。

圖1是根據本發明的一些實施例的成像器件100的示意圖。在一些實施例中，在互補金屬氧化物半導體(cmos)圖像傳感器中實施成像器件100，或將該成像器件實施為cmos圖像傳感器。需要成像器件100的實施的各種器件都在本發明所考慮的范圍內。

如圖1所示，成像器件100包括像素陣列110、水平掃描電路12和垂直掃描電路130。在一些實施例中，像素陣列110包括布置為行和列的像素單元111。為了簡明，為了圖1中的說明示出并且給出了一個像素單元111。水平掃描電路120配置為在像素陣列110中選擇特定列的像素單元111。垂直掃描電路130配置為在像素陣列110中選擇特定行的像素單元111。

為了說明給出了像素陣列110的參考“行”和“列”所示出的實施例。應該理解，像素陣列110中的行和列沒有必要指示像素陣列110的任何特定的方向或定向。

在一些實施例中，成像器件100還包括分別標注為140-1、140-2、…、140-n的模數轉換器(adc)電路，其中，“n”表示像素陣列110中的列的數量。為了說明，模數轉換器電路140-1、140-2、…、140-n的每一個都操作為與像素陣列110中的像素單元111的相關的列對應的列模數轉換器電路。為了簡明，在一些實施例中，因為模數轉換器電路140-1、140-2、…、140-n中的每一個都以類似的方式操作，所以之后模數轉換器電路140-1、140-2、…、140-n的每一個都稱為140以用于說明。

按照通過垂直掃描電路130所選擇的，模數轉換器電路140中的每一個都從與像素陣列110中的對應的列中的一個像素單元111接收模擬像素輸出信號pixout。此外，模數轉換器電路140中的每一個都從斜坡信號生成器電路150接收用作參考信號的斜坡信號ramp。

斜坡信號生成器電路150由數字控制電路170控制。在一些實施例中，斜坡信號生成器電路150配置為：當讀取由模擬像素輸出信號pixout表示的像素圖像信號和像素復位信號時，生成斜坡信號ramp。斜坡信號生成器電路150將斜坡信號ramp作為參考信號施加至模數轉換器電路140。為了說明，在一些實施例中，斜坡信號生成器電路150生成用于復位的斜坡信號ramp。模數轉換器電路140中的每一個都比較像素復位信號與用于復位的斜坡信號ramp。在一些實施例中，當讀取由模擬像素輸出信號pixout表示的像素圖像信號時，模數轉換器電路140中的每一個都比較像素圖像信號與斜坡信號ramp。在一些實施例中，通過數模轉換器(dac)電路來實施斜坡信號生成器電路150。

數字控制電路170控制水平掃描電路120、垂直掃描電路130、模數轉換器電路140(為了簡明，圖1中僅示出了一條控制線)中的每一個、以及斜坡信號生成器電路150的操作。此外，模數轉換器電路140中的每一個的輸出都提供至數字電路160。數字電路160輸出代表模擬像素輸出信號pixout的數字數據信號。

圖2是根據本發明的一些實施例的與圖1中的像素單元111相關聯的模數轉換器電路140的示意圖。如圖2所示，在一些實施例中，像素單元111包括光電二極管pd和晶體管m1至m3，在又一實施例中，該晶體管為nmos晶體管。

為了圖2中的說明，例如，光電二極管pd的陽極接地，并且光電二極管pd的陰極耦合至晶體管m1。光電二極管pd配置為響應于接收入射光而輸出模擬信號。

晶體管m1的柵極配置為從圖1中的垂直掃描電路130接收讀取信號tx。晶體管m1的漏極耦合至節點fd，并且晶體管m1的源極耦合至光電二極管pd。當由讀取信號tx導通時，晶體管m1用作信號傳輸晶體管，以傳輸來自光電二極管pd的模擬信號。

晶體管m2的柵極配置為從圖1中的垂直掃描電路130接收復位信號rst。晶體管m2的漏極提供有供電電壓vdd，并且晶體管m2的源極耦合至節點fd。當由復位信號rst導通時，晶體管m2用作復位晶體管，以將節點fd設置為作為從光電二極管pd讀取的圖像信號的參考電壓而給出的復位電壓。

晶體管m3的柵極耦合至節點fd。晶體管m3的漏極提供有供電電壓vdd。晶體管m3的源極耦合至對應的模數轉換器電路140。晶體管m3用作源極跟隨器晶體管、或放大晶體管，該放大晶體管放大節點fd處的電壓并且將模擬像素輸出信號pixout輸出至對應的模數轉換器電路140。

為了說明的目的，給出了圖2中所示的晶體管的數量和布置。實施圖2中的像素單元111的晶體管的各種數量和配置都在本發明所考慮的范圍內。例如，在一些實施例中，像素單元111還包括晶體管(圖2中未示出)，該晶體管耦合至晶體管m3的源極并且用作選擇晶體管，以將模擬像素輸出信號pixout選擇性地輸出至對應的模數轉換器電路140。

此外，為了圖2中的說明，模數轉換器電路140包括比較器210和計數器220。比較器210的一個輸入端耦合至對應的像素單元111，以接收模擬像素輸出信號pixout。比較器210的其他輸入端配置為從圖1中的斜坡信號生成器電路150接收斜坡信號ramp。比較器210比較斜坡信號ramp與模擬像素輸出信號pixout，以生成比較器輸出信號comp來有效地使能和不使能計數器220。

比較器輸出信號comp還反饋至控制電路230。根據比較器輸出信號comp，控制電路230有效地使能和不使能比較器210。

在一些實施例中，控制電路230包括邏輯單元，在各個實施例中，該邏輯單元包括與非(nand)門232。邏輯單元配置為執行控制信號ctrl和比較器輸出信號comp的邏輯操作，以生成使能信號en1來有效地使能和不使能比較器210。為了與非門232的說明，與非門232的輸入端配置為分別接收控制信號ctrl和比較器輸出信號comp。與非門232的輸出端耦合至比較器210并且輸出使能信號en1。

為了說明的目的給出了圖2中示出的控制電路230或其中的邏輯單元的配置。圖2中的控制電路230或其中的邏輯單元的各種配置都在本發明所考慮的范圍內。例如，在各個實施例中，在模數轉換器電路140中實施控制電路230。在可選實施例中，在模數轉換器電路140外部實施控制電路230。

另外，為了說明的目的給出了圖2中示出的模數轉換器電路140的配置。圖2中的模數轉換器電路140的各種配置都在本發明所考慮的范圍內。例如，在各個實施例中，模數轉換器電路140還包括耦合在比較器210與計數器220之間的抗尖峰脈沖電路(deglitchcircuit)(未示出)。抗尖峰脈沖電路配置為過濾來自比較器210的比較器輸出信號comp中的噪聲。

圖3是示出了根據本發明的一些實施例的圖2中的模數轉換器電路140的操作的方法300的流程圖。以下參考圖2中的模數轉換器電路140的圖3中的方法300的說明包括示例性操作。然而，圖3中的操作沒有必要以示出的順序執行。或者說，根據本發明的各個實施例的精神和范圍，可以視情況添加、替換、重排和/或消除操作。

在操作s302中，模數轉換器電路140從像素單元111接收模擬像素輸出信號pixout，以轉換模擬像素輸出信號pixout。在一些實施例中，模擬像素輸出信號pixout表示跟隨像素復位信號的像素圖像信號。

在操作s304中，由具有邏輯高電平的使能信號en1使能的比較器210比較斜坡信號ramp與模擬像素輸出信號pixout。基于斜坡信號ramp與模擬像素輸出信號pixout的比較，比較器210生成比較器輸出信號comp以用于使能計數器220。

在一些實施例中，當模擬像素輸出信號pixout的電壓小于斜坡信號ramp的電壓時，比較器輸出信號comp具有邏輯低電平并且使能計數器220。有效地，當由比較器輸出信號comp使能時，計數器220開始向上計數操作。

在操作s306中，例如，斜坡信號ramp從高值向低值下降。當斜坡信號ramp與模擬像素輸出信號pixout一致時，比較器輸出信號comp從邏輯低電平轉變為邏輯高電平。比較器輸出信號comp相應地不使能計數器220。有效地，當由比較器輸出信號comp不使能時，計數器220停止向上計數操作。

此外，計數器220還生成來自于其自身獲得的計數值的數字信號，該數字信號與斜坡信號ramp和模擬像素輸出信號pixout的比較對應。有效地，通過模數轉換器電路140將模擬像素輸出信號pixout完全轉換為由計數器220生成的數字信號。或者說，模數轉換器電路140完成模擬像素輸出信號pixout至數字信號的轉換。

在操作s308中，與非門232執行具有邏輯高電平的比較器輸出信號comp和具有邏輯高電平的控制信號ctrl的與非操作。相應地，與非門232輸出具有邏輯低電平的使能信號en1。因此，比較器210未被具有邏輯低電平的使能信號en1使能。有效地，降低了比較器210的功耗。結果，在模數轉換器電路140完成模擬像素輸出信號pixout至數字信號的轉換之后，降低了模數轉換器電路140的功耗。

之后，在操作s310中，控制信號ctrl從邏輯高電平轉變為邏輯低電平。在這種條件下，復位模數轉換器電路140，并且準備用于轉換接下來的模擬像素輸出信號pixout，在一些實施例中，接下來的模擬像素輸出信號表示接下來的像素圖像信號。與非門232執行具有邏輯高電平的比較器輸出信號comp和具有邏輯低電平的控制信號ctrl的與非操作。相應地，與非門232輸出具有邏輯高電平的使能信號en1。因此，比較器210再次被具有邏輯高電平的使能信號en1使能。結果，能夠執行與操作s302、s304、s306和s308類似的操作，以用于接下來的模擬像素輸出信號pixout的轉換。

為了說明的目的給出了圖2中示出的信號的邏輯電平。圖2中示出的信號的各種邏輯電平都在本發明所考慮的范圍內。

圖4是根據本發明的各個實施例的與圖1中的像素單元111相關聯的模數轉換器電路140的示意圖。為了易于理解，圖4中類似元件標記有與圖2的實施例相同的參考標號。

與圖2中示出的實施例相比，像素單元111還耦合至像素偏置電路410。在一些實施例中，像素單元111直接耦合至像素偏置電路410，并且在一些實施例中，像素單元111間接耦合至像素偏置電路410。像素偏置電路410用作電流吸收器(currentsink)并且提供偏置電流以用于像素單元111。如圖4示例性地示出，像素偏置電路410還耦合至控制電路230并且由控制電路230控制。

在一些實施例中，像素偏置電路410包括晶體管m5和m6，在又一實施例中，該晶體管為nmos晶體管。為了說明，例如，晶體管m5的柵極配置為接收偏置信號bias，并且晶體管m5的源極接地。另一方面，晶體管m6的柵極耦合至控制電路230。例如，晶體管m6的漏極耦合至像素單元111中的晶體管m3，并且晶體管m6的源極耦合至晶體管m5的漏極。

為了說明，利用偏置信號bias對晶體管m5進行偏置以導通該晶體管。通過從控制電路230生成的使能信號en2來有效地導通和截止晶體管m6。當通過使能信號en2導通晶體管m6時，從像素偏置電路410生成偏置電流，并且將偏置電流提供給像素單元111。有效地，像素偏置電路410用作電流吸收器。

為了說明的目的給出了像素偏置電路410的配置。像素偏置電路410的各種配置都在本發明所考慮的范圍內。

此外，為了說明的目的給出了像素偏置電路410的布置。像素偏置電路410的各種布置都在本發明所考慮的范圍內。例如，在一些實施例中，像素偏置電路410布置在像素單元111的外部；在一些其他的實施例中，獨立地布置像素偏置電路410并且與模數轉換器電路140分離。

在一些實施例中，與圖2中示出的實施例相比，圖4中的模數轉換器電路140還包括放大電路420。放大電路420耦合在像素單元111與比較器210之間，并且由控制電路230控制。放大電路420配置為放大模擬像素輸出信號pixout，并且相應地生成放大的像素輸出信號apixout以與斜坡信號ramp比較。

為了說明，通過從控制電路230生成的使能信號en3來使能放大電路420。當使能放大電路420時，放大電路420放大模擬像素輸出信號pixout，以將放大的像素輸出信號apixout輸出至比較器210。

與圖2中示出的實施例相比，圖4中的控制電路230還包括附加的邏輯單元，在各個實施例中，附加的邏輯單元包括與非門234和/或與非門236。附加的邏輯單元配置為執行控制信號ctrl和比較器輸出信號comp的邏輯操作。附加的邏輯單元相應地生成使能信號en2以用于有效地使能和不使能像素偏置電路410，以及生成使能信號en3以用于有效地使能和不使能放大電路420。

為了與非門234的說明，與非門234的輸入端配置為分別接收控制信號ctrl和比較器輸出信號comp。與非門234的輸出端耦合至像素偏置電路410中的晶體管m6的柵極，并且輸出使能信號en2。

為了與非門236的說明，與非門236的輸入端配置為分別接收控制信號ctrl和比較器輸出信號comp。與非門236的輸出端耦合至放大電路420，并且輸出使能信號en3。

對于圖4中示出的實施例，執行關于圖3中示出的方法300的附加的操作。為了說明，在圖3中的操作s308中，與非門234執行具有邏輯高電平的比較器輸出信號comp和具有邏輯高電平的控制信號ctrl的與非操作。相應地，與非門234輸出具有邏輯低電平的使能信號en2。

通過具有邏輯低電平的使能信號en2使晶體管m6截止。因此，像素偏置電路410未被具有邏輯低電平的使能信號en2使能。有效地，降低了比較器210的功耗。結果，在模數轉換器電路140完成模擬像素輸出信號pixout至數字信號的轉換之后，還降低了模數轉換器電路140的功耗。

之后，當控制信號ctrl從邏輯高電平轉變為邏輯低電平時，與非門234輸出具有邏輯高電平的使能信號en2。因此，通過具有邏輯高電平的使能信號en2使晶體管m6再次導通。或者說，因此，像素偏置電路410被具有邏輯高電平的使能信號en2再次使能。

此外，在圖3中的操作s308中，與非門236執行具有邏輯高電平的比較器輸出信號comp和具有邏輯高電平的控制信號ctrl的與非操作。相應地，與非門236輸出具有邏輯低電平的使能信號en3。

因此，放大電路420未被具有邏輯低電平的使能信號en3使能。有效地，降低了放大電路420的功耗。結果，在模數轉換器電路140完成模擬像素輸出信號pixout至數字信號的轉換之后，還降低了模數轉換器電路140的功耗。

之后，當控制信號ctrl從邏輯高電平轉變為邏輯低電平時，與非門236輸出具有邏輯高電平的使能信號en3。因此，放大電路420被具有邏輯高電平的使能信號en3再次使能。

為了說明的目的給出了圖4中示出的信號的邏輯電平。圖4中示出的信號的各種邏輯電平都在本發明所考慮的范圍內。

為了說明的目的給出了圖4中示出的模數轉換器電路140的配置。圖4中的模數轉換器電路140的各種配置都在本發明所考慮的范圍內。例如，在各個實施例中，包括像素偏置電路410，而模數轉換器電路140不包括放大電路420。在可選實施例中，不包括像素偏置電路410，而模數轉換器電路140包括放大電路420。

此外，為了說明的目的給出了圖4中的控制電路230的配置。圖4中的控制電路230的各種配置都在本發明所考慮的范圍內。例如，在采用像素偏置電路410而不具有放大電路420的各個實施例中，控制電路230包括與非門234而不具有與非門236。在采用像素放大電路420而不具有像素偏置電路410的可選實施例中，控制電路230包括與非門236而不具有與非門234。

以不同的方式來闡述，當將模擬像素輸出信號pixout完全轉換為數字信號時，控制電路230未使能電路和/或器件中的至少一個，該至少一個仍消耗功率。有效地，當不執行模數轉換時，降低功耗。

圖5a是根據本發明的一些實施例的圖2或圖4中的比較器210的電路圖。為了圖5a中的說明，比較器210包括晶體管mp1至mp2，在一些實施例中，該晶體管為pmos晶體管，以及包括晶體管mn1至mn4，在一些實施例中，該晶體管為nmos晶體管。如圖5a中所示，耦合晶體管mp1至mp2和mn1至mn4。

晶體管mn1和mn2配置為分別接收如圖2中所示的斜坡信號ramp和模擬像素輸出信號pixout或如圖4所示的放大的像素輸出信號apixout。晶體管mn3配置為接收使能信號en1。晶體管mn4配置為利用偏置信號bias進行偏置。

晶體管mn3用作使能晶體管。當使能信號en1具有邏輯高電平時，晶體管mn3導通，并且相應地使能比較器210。可選地，當使能信號en1具有邏輯低電平時，晶體管mn3截止，并且相應地不使能比較器210。

圖5b是根據本發明的一些實施例的圖4中的放大電路420的電路圖。為了圖5b中的說明，放大電路420包括晶體管m1至m3，在一些實施例中，該晶體管為pmos晶體管，以及包括晶體管m4至m5，在一些實施例中，該晶體管為nmos晶體管。如圖5b中所示，耦合晶體管m1至m5。

晶體管m2配置為利用偏置信號biasp進行偏置。晶體管m3和m4配置為分別利用偏置信號biascp和biascn進行偏置。晶體管m1配置為接收使能信號en3。晶體管m5配置為接收如圖4中所示的模擬像素輸出信號pixout。在一些實施例中，例如，晶體管m2和m3利用包括接地電壓的參考電壓進行偏置。在一些其他的實施例中，例如，晶體管m4利用包括供電電壓vdd的電源電壓進行偏置。

晶體管m1用作使能晶體管。當使能信號en3具有邏輯低電平時，晶體管m1導通，并且相應地使能放大電路420。可選地，當使能信號en3具有邏輯高電平時，晶體管m1截止，并且相應地不使能放大電路420。

為了說明的目的，給出了圖5a中示出的比較器210的配置和圖5b中示出的放大電路420。圖5a中的比較器210和圖5b中的放大電路420的各種配置都在本發明所考慮的范圍內。

此外，實施前述實施例中的晶體管的各種電路或器件都在本發明所考慮的范圍內。

此外，在本文的一些實施例中，利用至少一個金屬氧化物半導體(mos)晶體管、至少一個雙極結型晶體管(bjt)等、或它們的組合來實施至少一個晶體管。實施前述實施例中的晶體管的各種電路或器件都在本發明所考慮的范圍內。

在本文中，術語“耦合”也可以被稱為“電耦合”，并且術語“連接”可以被稱為“電連接”。“耦合”和“連接”也可以用于指示兩個或多個元件相互配合或相互作用。

在一些實施例中，公開了一種包括比較器和控制電路的器件。比較器配置為比較參考信號與來自像素單元的像素輸出信號，以生成比較器輸出信號來有效地使能和不使能計數器。根據不使能計數器的比較器輸出信號，控制電路配置為不使能比較器。

還公開了一種包括模數轉換器電路和控制電路的器件。模數轉換器電路配置為將來自像素陣列的至少一個模擬像素輸出信號轉換為至少一個數字信號。模數轉換器電路包括比較器，根據參考信號和來自像素陣列的模擬像素輸出信號，比較器配置為生成比較器輸出信號以用于有效地使能和不使能生成數字信號的計數器。根據比較器輸出信號，控制電路配置為不使能比較器。

還公開了一種方法，包括：當通過模數轉換器電路將來自像素單元的模擬像素輸出信號完全轉換為數字信號時，在模數轉換器電路中，不使能配置為有效地使能和不使能計數器的比較器。

本發明的實施例提供了一種成像器件，包括：比較器，配置為比較參考信號與來自像素單元的像素輸出信號，以生成比較器輸出信號來有效地使能和不使能計數器；以及控制電路，根據不使能所述計數器的所述比較器輸出信號，所述控制電路配置為不使能所述比較器。

根據本發明的一個實施例，其中，所述控制電路包括：邏輯單元，配置為執行控制信號和不使能所述計數器的所述比較器輸出信號的邏輯操作，以生成用于不使能所述比較器的使能信號。

根據本發明的一個實施例，其中，所述邏輯單元包括：與非門，配置為接收所述控制信號和所述比較器輸出信號，并且生成所述使能信號。

根據本發明的一個實施例，成像器件還包括：像素偏置電路，耦合至所述像素單元并且被所述控制電路控制。

根據本發明的一個實施例，其中，所述控制電路包括：邏輯單元，配置為執行控制信號和不使能所述計數器的所述比較器輸出信號的邏輯操作，以生成用于不使能所述比較器和所述像素偏置電路的至少一個使能信號。

根據本發明的一個實施例，成像器件還包括：放大電路，被所述控制電路控制，所述放大電路配置為放大所述像素輸出信號并且生成放大的像素輸出信號以與所述參考信號比較。

根據本發明的一個實施例，其中，所述控制電路包括：邏輯單元，配置為執行控制信號和不使能所述計數器的所述比較器輸出信號的邏輯操作，以生成用于不使能所述比較器和所述放大電路的至少一個使能信號。

本發明的實施例還提供了一種成像器件，包括：模數轉換器電路，配置為將來自像素陣列的至少一個模擬像素輸出信號轉換為至少一個數字信號，其中，所述模數轉換器電路包括：比較器，根據參考信號和來自所述像素陣列的模擬像素輸出信號，所述比較器配置為生成比較器輸出信號以用于有效地使能和不使能生成數字信號的計數器；以及控制電路，根據所述比較器輸出信號，所述控制電路配置為不使能所述比較器。

根據本發明的一個實施例，其中，所述控制電路包括：邏輯單元，當所述比較器輸出信號從使能所述計數器轉變為不使能所述計數器時，所述邏輯單元配置為不使能所述比較器。

根據本發明的一個實施例，其中，所述控制電路包括：與非門，包括輸入端和輸出端，所述輸入端配置為接收控制信號和所述比較器輸出信號，并且所述輸出端耦合至所述比較器。

根據本發明的一個實施例，成像器件還包括：至少一個像素偏置電路，耦合至所述像素陣列；其中，根據所述比較器輸出信號，所述控制電路還配置為不使能所述至少一個像素偏置電路。

根據本發明的一個實施例，其中，所述控制電路包括：邏輯單元，當所述比較器輸出信號從使能所述計數器轉變為不使能所述計數器時，所述邏輯單元配置為不使能所述比較器和所述至少一個像素偏置電路。

根據本發明的一個實施例，成像器件還包括：放大電路，配置為放大所述像素輸出信號并且生成放大的像素輸出信號以與所述參考信號比較；其中，根據所述比較器輸出信號，所述控制電路還配置為不使能所述放大電路。

根據本發明的一個實施例，其中，所述控制電路包括：邏輯單元，當所述比較器輸出信號從使能所述計數器轉變為不使能所述計數器時，所述邏輯單元配置為不使能所述比較器和所述放大電路。

根據本發明的一個實施例，成像器件還包括：至少一個像素偏置電路，耦合至所述像素陣列；以及放大電路，配置為放大所述像素輸出信號并且生成放大的像素輸出信號以與所述參考信號比較；其中，根據所述比較器輸出信號，所述控制電路還配置為不使能所述至少一個像素偏置電路和所述放大電路。

本發明的實施例還提供了一種成像器件的操作方法，包括：當通過模數轉換器電路將來自像素單元的模擬像素輸出信號完全轉換為數字信號時，在所述模數轉換器電路中，不使能配置為有效地使能和不使能計數器的比較器。

根據本發明的一個實施例，方法還包括：根據來自所述比較器的用于不使能所述計數器的比較器輸出信號，生成用于不使能所述比較器的使能信號。

根據本發明的一個實施例，方法還包括：執行控制信號和來自所述比較器的比較器輸出信號的邏輯操作，以生成用于不使能所述比較器的使能信號。

根據本發明的一個實施例，方法還包括：當不使能所述比較器時，不使能耦合至像素單元的像素偏置電路和配置為放大所述模擬像素輸出信號的放大電路中的至少一個。

根據本發明的一個實施例，方法還包括：執行控制信號和來自所述比較器的比較器輸出信號的邏輯操作，以生成用于不使能所述比較器的至少一個使能信號。

以上論述了若干實施例的部件，使得本領域的技術人員可以更好地理解本發明的各個實施例。本領域技術人員應該理解，可以很容易地使用本發明作為基礎來設計或更改其他的處理和結構以用于達到與本發明所介紹實施例相同的目的和/或實現相同優點。本領域技術人員也應該意識到，這些等效結構并不背離本發明的精神和范圍，并且在不背離本發明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。