CN107426512B - 图像传感器芯片以及具有其的图像处理*** - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器芯片，包括：内部电压生成器，用于使用在图像传感器芯片的第一端子处接收的外部电压来生成内部电压；温度传感器，用于生成温度电压；选择电路，用于输出外部电压、内部电压和温度电压中的一个；数字代码生成电路，用于使用选择电路的输出电压生成数字代码；以及第二端子，用于从图像传感器芯片输出数字代码。

Description

图像传感器芯片以及具有其的图像处理***
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月23日提交的韩国专利申请号10-2016-0062995的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明构思的示例性实施例涉及反馈电压和温度信息的图像传感器芯片，以及具有其的图像处理***。
背景技术
图像传感器是具有光电转换元件的集成电路。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器是使用CMOS技术的固态成像器件。CMOS图像传感器可以使用通用半导体制造装置来制造。
为了使CMOS图像传感器运行，从外部主电源管理集成电路向其提供操作电压。CMOS图像传感器的性能可以由操作电压确定。
发明内容
本发明构思的示例性实施例提供了一种图像传感器芯片，包括用于使用在图像传感器芯片的第一端子处接收到的外部电压来生成内部电压的内部电压生成器，用于生成温度电压的温度传感器，用于输出外部电压、内部电压和温度电压中的一个的选择电路，用于使用选择电路的输出电压生成数字代码的数字代码生成电路，以及用于从图像传感器芯片输出数字代码的第二端子。
本发明构思的示例性实施例提供了一种图像处理***，包括外部电压供应设备，用于接收从外部电压供应设备提供的外部电压的图像传感器芯片，以及连接到图像传感器芯片和外部电压供应设备的应用处理器。图像传感器芯片包括用于使用外部电压生成内部电压的内部电压生成器，用于生成温度电压的温度传感器，用于输出外部电压、内部电压和温度电压中的一个的选择电路，用于使用选择电路的输出电压生成数字代码的数字代码生成电路，以及用于将数字代码发送到应用处理器的输出端子。
本发明构思的示例性实施例提供了一种图像传感器芯片，包括：被配置为输出温度电压、内部电压和外部电压中的一个的选择电路；被配置为衰减选择电路的第一输出信号以生成第二输出信号的衰减器；以及被配置为使用第二输出信号生成反馈信号的模数转换器。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的上述和/或其它特征将变得显而易见，其中：
图1是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器芯片的框图；
图2是根据本发明构思的示例性实施例的图1中所示的衰减器的电路图；
图3是根据本发明构思的示例性实施例的图1中所示的图像传感器芯片的框图；
图4是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器芯片的框图；
图5是根据本发明构思的示例性实施例的图4中所示的图像传感器芯片的框图；
图6是根据本发明构思的示例性实施例的图4和图5中所示的电压信息模数转换器的电路图；
图7是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述图6中所示的电压信息模数转换器的操作的时序图；
图8是根据本发明构思的示例性实施例的图1、图4和图12中所示的第一内部电压生成器的电路图；
图9是根据本发明构思的示例性实施例的图1、图4和图12中所示的第一内部电压生成器的电路图；
图10是根据本发明构思的示例性实施例的图1、图4和图12中所示的第二内部电压生成器的电路图；
图11是根据本发明构思的示例性实施例的图1、图4和图12中所示的第二内部电压生成器的电路图；
图12是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器芯片的框图；
图13是根据本发明构思的示例性实施例的图12中所示的图像传感器芯片的框图；
图14是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述测量图8中所示的第一内部电压生成器的第一内部电压的方法的时序图；
图15示出了根据本发明构思的示例性实施例的图12和图13中所示的用于测量图8中所示的第一内部电压生成器的第一内部电压的电压信息模数转换器的结构；
图16是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述测量图9中所示的第一内部电压生成器的第一内部电压的方法的时序图；
图17示出了根据本发明构思的示例性实施例的图12和图13中所示的用于测量图9中所示的第一内部电压生成器的第一内部电压的电压信息模数转换器的结构；
图18是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述测量图10中所示的第二内部电压生成器的第二内部电压的方法的时序图；
图19示出了根据本发明构思的示例性实施例的图12和图13中所示的用于测量图10所示的第二内部电压生成器的第二内部电压的电压信息模数转换器的结构；
图20是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述测量图11所示的第二内部电压生成器的第二内部电压的方法的时序图；
图21示出了根据本发明构思的示例性实施例的图12和图13中所示的用于测量图11中所示的第二内部电压生成器的第二内部电压的电压信息模数转换器的结构；
图22是根据本发明构思的示例性实施例的包括图1、图4或图12中所示的图像传感器芯片的图像处理***的框图；以及
图23是根据本发明构思的示例性实施例的包括图1、图4或图12中所示的图像传感器芯片的图像处理***的框图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明构思的示例性实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
在本文中将用于将电压(或模拟电压信号)的信息转换为数字电压信号(图1的250、图4的250A和图12的250B)的模数转换器(ADC)称为电压信息ADC。
图1是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器芯片的框图。参考图1，图像传感器芯片(或图像传感器)200A可以包括多个引脚(或焊盘(pads))201、203和205、内部电压生成器210、选择电路220、衰减器230、电压信息ADC 250、编码器255、选择信号生成器260和温度传感器270。例如，上面介绍的组件210、220、230、250、255、260和270可以形成(或组成)实现(或集成)在图像传感器芯片200A的一部分中的电压和温度监控电路。
图像传感器芯片200A可以指通过CMOS工艺制造的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器芯片(CIS)，并且可以被包括(安装)在移动设备中。移动设备可以实现在移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、移动互联网设备(MID)、物联网(IoT)设备、一切互联网(IoE)设备、可穿戴计算机或无人机中。例如，图像传感器芯片200A可以包括在图像传感器模块中，并且图像传感器模块可以包括在移动设备中。
第一引脚201可以接收从外部电压供应装置(例如，图22的300A或图23的300B)提供的第一外部电压VDD1。第二引脚203可以接收从外部电压供应设备提供的第二外部电压VDD2。尽管在图1中示出了图像传感器芯片200A接收第一外部电压VDD1和第二外部电压VDD2，但应当理解，图像传感器芯片200A可以从外部电压供应设备接收各种外部电压。此外，例如，外部电压供应设备可以包括在图像传感器模块中。
第三引脚205可以将反馈信息VIF发送到图22中所示的外部电压供应设备300A或图23中所示的应用处理器400。例如，第三引脚205可以指用于发送在图像传感器芯片200A中生成的图像数据的引脚或专用引脚中的至少一个。
例如，反馈信息VIF可以指关于从外部电压供应装置提供的外部电压VDD1或VDD2的信息、关于由内部电压生成器210生成的内部电压VDD3或VDD4的信息、和/或关于当图像传感器芯片200A运行时图像传感器芯片200A的温度的信息VTEMP的数字信号或数字代码。
内部电压生成器210可以使用第一外部电压VDD1生成各种内部电压VDD3和VDD4。例如，内部电压生成器210可以是内部功率管理IC。内部电压生成器210可以包括用于生成第一内部电压VDD3的第一内部电压生成器212和用于生成第二内部电压VDD4的第二内部电压生成器214。将参照图8至图11详细描述内部电压生成器212和214中的每一个的结构和操作。
例如，第一外部电压VDD1可以用作在图像传感器芯片200A中实现的模拟电路的操作电压，第二外部电压VDD2可以用作在图像传感器芯片200A中实现的数字电路的操作电压，第一内部电压VDD3可以用于导通包括在图像传感器芯片200A的有源像素传感器阵列中的每个有源像素传感器的发送晶体管，并且第二内部电压VDD4可以用于关断发送晶体管。例如，第一内部电压VDD3可以高于第一外部电压VDD1，并且第二内部电压VDD4可以是低于接地电压GND的负电压；然而，其不限于此。
选择电路220可以响应于选择信号SEL输出多个电压VDD1、VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的至少一个作为第一输出电压OUT1。选择信号SEL可以指多个信号。例如，选择电路220可以在多路复用器中实现。根据本发明构思的示例性实施例，选择电路220可以响应于选择信号SEL输出接地电压GND作为第一输出电压OUT1。
电压信息ADC 250可以将模拟输入信号OUT2转换为数字输出信号VIF，并可以将模拟输入信号OUT2相对于参考电压VREF的相对幅度表示为数字输出信号VIF。模拟输入信号OUT2应当在幅度(或电压电平)上小于参考电压VREF，以使得电压信息ADC250执行正常功能。
当电压VDD1、VDD2和VDD3中的每一个在幅度上大于参考电压VREF时，使用衰减器230。
图2是根据本发明构思的示例性实施例的图1中所示的衰减器的电路图。图2中所示的衰减器230包括电阻器231和电阻器233。可以如公式1中所示的计算衰减常数(a)。
[公式1]
Figure BDA0001268164480000051
这里，R231是第一电阻器231的电阻值，R233是第二电阻器233的电阻值。例如，衰减器230的第二输出电压OUT2是a*OUT1，并且小于参考电压VREF。
电压信息ADC250可以使用参考电压VREF和接地电压GND作为操作电压，并将衰减器230的第二输出电压OUT2＝a*OUT1转换为数字输出信号VIF。
编码器255可以将c位数字输出信号VIF转换为d位控制信号EVIF。这里，c和d是自然数并且c大于d。例如，当c为10时，d可以为4；然而，其不限于此。内部电压生成器212和214中的每一个可以响应于d位控制信号EVIF来调整将在下面描述的每个内部电压VDD3、VDD3'、VDD4、Vx1、Vx2、Vx3和/或Vy的电平。
选择信号生成器260可以生成选择信号SEL。如上所述，选择电路220可以响应于选择信号SEL输出多个电压VDD1、VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的至少一个作为第一输出电压OUT1。
温度传感器270可以感测图像传感器芯片200A的温度(例如，内部温度)，并且根据感测的结果生成具有温度信息的电压VTEMP。VTEMP在下文中可以被称为“温度电压”。尽管在图1中示出了一个温度传感器270，但温度传感器270可以总括地表示布置在图像传感器芯片200A内部或外部不同位置处的多个温度传感器。
图像传感器芯片200A可以向外部电压供给装置(例如，图22的300A或图23的300B)和/或内部电压生成器210反馈关于从外部电压供应设备(例如，图22的300A或图23的300B)提供的外部电压VDD1和/或VDD2的信息VIF，关于使用第一外部电压VDD1由内部电压生成器210生成的电压VDD3和/或VDD4的信息VIF，和/或关于图像传感器芯片200A的温度的信息VIF。
外部电压供给装置(例如，图22的300A或图23的300B)可以使用反馈信息VIF来调整提供给图像传感器芯片200A的外部电压VDD1和/或VDD2的电平，并且内部电压生成器210可以使用与反馈信息VIF相对应的控制信号EVIF来调整内部电压VDD3和/或VDD4。例如，编码器255和选择信号生成电路260可以被布置在用于控制图像传感器芯片200A的操作的定时控制器中。
数字代码生成电路可以统称为用于使用选择电路220的输出电压OUT1生成数字代码VIF的电路。因此，数字代码生成电路可以包括衰减器230和电压信息ADC 250。
图3是根据本发明构思的示例性实施例的在图1中所示的图像传感器芯片的框图。参考图3，图像传感器芯片200A可以包括有源像素传感器阵列215、行驱动器217、相关双采样(CDS)电路块219、选择电路220、衰减器230、列ADC块240A以及信息ADC 250。
在图像传感器芯片200A中，图1中未示出的组件可以用图3中所示的组件215、217、219和240A来补全或补充，以及图3中未示出的组件可以用图1中所示的组件201、203、205、210、255、260和270补全或补充。
有源像素传感器阵列215可以包括多个有源像素传感器PX。有源像素传感器PX中的每一个可以包括一个光电转换元件PD和四个晶体管；然而，取决于有源像素传感器的结构，晶体管的数量可以是三个或五个(或更多)。
行驱动器217可以生成行控制信号ROW1至ROWn中的每一个，其中n是3或更大的自然数，用于控制设置在每行中的有源像素传感器PX。根据行驱动器217的控制，从布置在每列中的每个有源像素传感器PX输出的像素信号P1至Pm中的每一个可以输出到每个列线。
CDS电路块219可以包括CDS电路219-1至219-m。CDS电路219-1至219-m可以对通过列线发送的像素信号P1至Pm执行CDS，并生成相关的双采样像素信号。
列ADC块240A可以包括ADC240-1至240-m。ADC240-1至240-m可以将相关的双采样像素信号转换为数字信号。ADC 240-1至240-m中的每一个可以在单斜率ADC中实现；然而，其不限于此。ADC 240-1至240-m在结构和操作上彼此相同或相似。ADC 240-1至240-m中的每一个可以是比较器。
电压信息ADC 250可以单独地实现(或集成)在图像传感器芯片200A中。电压信息ADC 250在结构和操作上可以不同于ADC 240-1至240-m中的每一个。
图4是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器芯片的框图。图4的图像传感器芯片200B不像图1的图像传感器芯片200A那样使用ADC 250，而是使用在图5的列ADC块240B中实现的剩余或虚拟ADC 240-0。剩余或虚拟ADC240-0可以是比较器。因此，电压信息ADC 250A可以包括比较器240-0和计数器257。
图像传感器芯片200B可以包括多个引脚201、203和205、内部电压生成器210、选择电路220、电压信息ADC 250A、编码器255、选择信号生成器260和温度传感器270。图像传感器芯片200B可以通过CMOS工艺制造，并且可以包括在移动设备中。
引脚201和203中的每一个可以接收由外部电压供应设备(例如，图22的300A或图23的300B)提供的外部电压VDD1和VDD2中的每一个。第三引脚205可以被用作向图22所示的外部电压电源设备300A或图23所示的应用处理器400发送反馈信息DCNT的输出引脚。图1的反馈信息VIF和图4的反馈信息DCNT可以包括相同的信息。
例如，反馈信息DCNT可以是数字信号或数字代码，其包括关于由外部电压供应设备300A或300B提供的外部电压VDD1和/或VDD2的信息、关于由内部电压生成器210生成的内部电压VDD3和/或VDD4的信息和/或关于图像传感器芯片200B的温度的信息VTEMP。
选择电路220可以响应于选择信号SEL输出多个电压VDD1、VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的至少一个作为第一输出电压OUT1。
当电压信息ADC 250A的输入级包括如图6中所示的用于对模拟输入信号OUT1进行采样的电容器251、252和253时，电压信息ADC 250A的输入级可以以给定速率衰减模拟输入信号OUT1，而不使用图2所示的衰减器230。如图6所示，需要模数转换的输入信号OUT1＝IN1是由电容器251通过衰减常数(a)衰减的。
电压信息ADC 250A可以将选择电路220的第一输出电压OUT1转换为数字信号，例如反馈信息DCNT。
比较器240-0可以将斜坡信号RAMP与第一输出电压OUT1进行比较，并生成比较信号Vo。计数器257可以使用比较信号Vo和时钟信号CLK来生成反馈信息DCNT。将参照图5至图7详细描述电压信息ADC 250A的操作。数字代码生成电路可以包括电压信息ADC 250A。
编码器255可将c位数字输出信号DCNT转换为d位控制信号EVIF。内部电压生成器212和214中的每一个可以响应于d位控制信号EVIF来调整内部电压VDD3和VDD4中的每一个的电平。
图像传感器芯片200B可以向外部电压供应设备300A或300B和/或内部电压生成器210反馈关于从外部电压供应设备300A或300B提供的外部电压VDD1和/或VDD2的信息DCNT、关于使用第一外部电压VDD1由内部电压生成器210生成的内部电压VDD3和/或VDD4的信息DCNT和/或关于图像传感器芯片200B的温度的信息DCNT。
因此，外部电压供应设备(例如，图22的300A或图23的300B)可以响应于(或使用)反馈信息DCNT来调整提供给图像传感器芯片200B的外部电压VDD1和/或VDD2的电平，并且内部电压生成器210可以响应于(或使用)控制信号EVIF来调整内部电压VDD3和/或VDD4的电平。
图5是根据本发明构思的示例性实施例的图4中所示的图像传感器芯片的框图。参考图4和图5，图像传感器芯片200B可以包括有源像素传感器阵列215、行驱动器217、CDS电路块219、选择电路220、列ADC块240B、斜坡信号生成器242、开关信号生成器244A和计数器257。如上所述，电压信息ADC 250A可以包括包括在列ADC块240B和计数器257中的虚拟ADC240-0。虚拟ADC 240-0可以不对从有源像素传感器阵列215输出的像素信号P1至Pm执行模拟-数字转换操作。
在图像传感器芯片200B中，图4中未示出的部件可以用图5中所示的部件215、217、219、240B、242和244A来补全或补充，图5中未示出的部件可以用图4中所示的部件201、203、205、210、255、260和270来补全或补充。
列ADC块240B可以包括ADC 240-1至240-m和虚拟ADC 240-0。ADC 240-1至240-m可以将相关的双采样像素信号转换为数字信号。ADC 240-0至240-m中的每一个可以实现在单斜率ADC中。ADC 240-0至240-m可以在结构和操作上彼此相同。
斜坡信号生成器242可以生成斜坡信号RAMP，并且可以将斜坡信号RAMP提供给ADC240-0至240-m中的每一个。开关信号生成器244A可以控制图6中所示的开关信号SS1、SS2和SS3中的每一个的激活定时和停用定时。
图6的开关SW1、SW2和SW3可以响应于激活的开关信号SS1、SS2和SS3中的相应一个而导通，并且可以响应于停用的开关信号SS1、SS2和SS3中的相应一个而关断。图6是根据本发明构思的示例性实施例的图4和图5中示出的电压信息ADC的电路图。参考图4至图6，电压信息ADC 250A可以包括多个开关SW1、SW2和SW3、电容器251、252和253、比较器240-0和计数器257。
假定第一电容器251具有αC的电容，第二电容器252具有(1-a)C的电容，第三电容器255具有电容C，并且衰减常数α大于0并小于1。
图7是用于描述根据本发明构思的示例性实施例的图6中所示的电压信息ADC的操作的时序图。将参考图4至图7详细描述计算电压VDD1、VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的第一外部电压VDD1的计数值的处理过程。例如，图7是用于对第一外部电压VDD1执行模数转换的电压信息ADC 250A的时序图。
在第一外部电压VDD1上执行两次模数转换。为了执行第一转换，开关信号SS1和SS2中的每一个被激活为高电平，并且第三开关信号SS3被停用(deactivated)为低电平。
对于第一转换，第一输出电压OUT1被同时提供给第一电容器251和第二电容器252。提供给第一开关SW1的电压(IN1＝OUT1)与提供给第二开关SW2的电压IN2＝OUT1相同。斜坡信号RAMP通过第三电容器253被提供给比较器240-0的第二输入端子-。第二输入端子-的电压Vi-与斜坡信号RAMP相同。
对于第一转换，从斜坡信号RAMP线性下降(或斜坡下降)的时间T1到比较器240-0的输出信号Vo从低电平转换到高电平的时间T2的时间间隔被称为第一时间间隔TCNT1。当比较器240-0的第一输入端子+的电压Vi+与比较器240-0的第二输入端子-的电压Vi-相同时，比较器240-0生成输出信号Vo，例如比较信号，从低电平转换到高电平。
计数器257响应于时钟信号CLK对第一时间间隔TCNT1进行计数，并生成第一计数值，例如第一数字代码DCNT1。换句话说，计数器257在斜坡信号RAMP线性下降的时间T1处使用时钟信号CLK开始计数操作，并在比较器240-0的输出信号Vo从低电平转换到高电平的时间T2处停止计数操作。计数器257可以在计数操作停止时存储第一数字代码DCNT1。
在时间T5，第一开关信号SS1被停用为低电平，第二开关信号SS2保持高电平，并且第三开关信号SS3被激活为高电平以执行第二转换。由于第一电容器251的第一端子连接到地，所以比较器240-0的第一输入端子+的电压Vi+被改变。第一输入端子+的电压Vi+的变化量ΔV可以是αVDD1。
对于第二转换，从斜坡信号RAMP线性下降的时间T3到比较器240-0的输出信号Vo从低电平转变为高电平的时间T4的时间间隔被称为作为第二时间间隔TCNT2。当比较器240-0的第一输入端子+的电压Vi+与比较器240-0的第二输入端子-的电压Vi-相同时，比较器240-0生成从低电平转换到高电平的输出信号Vo。
计数器257响应于时钟信号CLK对第二时间间隔TCNT2进行计数，并生成第二计数值，例如第二数字代码DCNT2。换句话说，计数器257在斜坡信号RAMP线性下降的时间T3处使用时钟信号CLK开始计数操作，并且在比较器240-0的输出信号Vo从低电平转换到高电平的时间T4处停止计数操作。计数器257可以在当计数操作停止的时间存储第二数字代码DCNT2。
计数器257可以计算第二数字代码DCNT2和第一数字代码DCNT1之间的差值，并且根据计算结果生成并存储可以用作反馈信息的数字代码DCNT＝DCNT2-DCNT1。
根据本发明构思的示例性实施例，计数器257可以使用位反转技术来计算第二数字代码DCNT2和第一数字代码DCNT1之间的差值，并且生成和存储数字代码DCNT。例如，计数器257可以通过反转第一数字代码DCNT1中包括的所有位中的每一个并将反转的第一数字代码和第二数字代码DCNT2相加来生成数字代码DCNT。计数器257可以包括计数功能、差值计算功能和存储功能。
可以通过第三引脚205向图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400发送数字代码DCNT＝DCNT2-DCNT1。图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400可以使用公式2测量或计算第一外部电压VDD1。
[公式2]
DCNTmax∶VREF＝DCNT∶a×VDD1
Figure BDA0001268164480000111
这里，DCNTmax是根据ADC 250A的分辨率确定的数，并且，例如，当电压信息ADC250A是10位ADC时，DCNTmax可以是210＝1024。
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400知道DCNTmax、VREF和a的值，从而可以使用数字代码DCNT计算或测量第一外部电压VDD1。
即使图22的电源管理IC 300A或图23的电源管理IC 300B向图像传感器芯片200B提供电源电压V1，由于存在于电源管理IC 300A或300B和图像传感器芯片200B之间的传输线301(参见图22和/或23)的电压降，第一外部电压VDD1变得低于电源电压V1。因此，图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400可以使用所计算的或测量的第一外部电压VDD1来增加或减小电源电压V1。
例如，考虑到由传输线301引起的电压降，将用在图像传感器芯片200B中的第一外部电压VDD1可以是2.8V；然而，当对应于数字代码DCNT的所计算的第一外部电压VDD1低于2.8V时，电源管理IC 300A或300B可以增加电源电压V1，直到对应于数字代码DCNT的所计算的第一外部电压VDD1变为2.8V。
然而，当将用于图像传感器芯片200B的第一外部电压VDD1为2.8V，并且对应于数字代码DCNT的所计算的第一外部电压VDD1高于2.8V时，电源管理IC300A或300B可以减小电源电压V1，直到对应于数字编码DCNT的所计算的第一外部电压VDD1变为2.8V。
尽管图7示出了用于计算对应于第一外部电压VDD1的数字代码DCNT的时序图，但图6中所示的电压信息ADC电路250A可以使用图7中所示的时序图生成用于电压VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的每一个的数字代码DCNT。
可以通过第三引脚205向图22的电源管理IC300A或图23的应用处理器400发送电压VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的每一个的数字代码DCNT。图22的电源管理IC300A或图23的应用处理器400可以使用公式2测量或计算电压VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的每一个。
内部电压生成器212和214中的每一个可以使用从编码器255输出并且对应于电压VDD3、VDD4和VTEMP中的每一个的控制信号EVIF来调整每个电压VDD3或VDD4的电平。
图像传感器芯片200A、200B或200C(见图12)被配置为使第三内部电压VDD3高于最高电压，例如，第一外部电压VDD1，以便更有效地操作有源像素传感器PX。另外，图像传感器芯片200A、200B或200C被配置为使得例如第二内部电压VDD4的电压低于接地电压GND，并因此可以包括第一内部电压生成器212和第二内部电压生成器212。在图8和图9中示出了第一内部电压生成器212的各种示例性实施例212A和212B，在图10和图11中示出了第二内部电压生成器214的各种示例性实施例214A和214B。
图8是根据本发明构思的示例性实施例的图1、图4和图12中所示的第一内部电压生成器的电路图。第一内部电压生成器212A可以包括充电泵502、放大器504、开关电路506以及两个电阻器507-1和507-2。
电压调节器可以包括放大器504、开关电路506以及两个电阻器507-1和507-2。电压调节器可以生成高于第一外部电压VDD1的第一内部电压VDD3。
充电泵502可通过放大第一外部电压VDD1来生成对应于几乎两倍于第一外部电压VDD1的第一电压泵电压2VDD。
放大器504可以使用第一电压泵电压2VDD和接地电压作为操作电压来执行误差值放大器的功能，放大参考电压VBGR和第二节点的电压ND2(例如，反馈电压)之间的差值，并生成放大的电压。参考电压VBGR可以是带隙电压参考电路的输出电压。
开关电路506可以执行功率晶体管的功能并响应于由放大器504放大的电压将第一节点ND1的电压VDD3，换句话说，第一内部电压VDD3，上拉到第一电压泵电压2VDD。
电阻器507-1和507-2可以形成负反馈网络。电阻器507-1和507-2可以执行分压器的功能，并且通过对第一内部电压VDD3进行分压来生成第一中间电压VDD3'。第二电阻器507-2的电阻值R2可以大于第一电阻器507-1的电阻值R1。可以响应于控制信号EVIF来调整第一电阻器507-1的电阻值R1。随着第一电阻器507-1的电阻值R1被调整，可以调整电压VDD3和VDD3'中的每一个的电平。
如图1或图4中所示，可以向选择电路220提供第一内部电压VDD3。在图12中，可以向选择电路220提供第一中间电压VDD3'，而不是第一内部电压VDD3。
图9是根据本发明构思的示例性实施例的图1、图4和图12中所示的第一内部电压生成器的电路图。图9中所示的第一内部电压生成器212B可以包括充电泵502、放大器504、开关电路506和三个电阻器507-1、507-2A和507-2B。电压调节器可以包括放大器504、开关电路506和三个电阻器507-1、507-2A和507-2B。电压调节器可以生成高于第一外部电压VDD1的第一内部电压VDD3。
参考图8和图9，图8的第二电阻器507-2被划分为两个电阻器507-2A和507-2B，两个电阻器507-2A和507-2B的公共节点(换句话说，第三节点ND3)的电压是第一中间电压VDD3'。电阻器507-2A和507-2B中的每一个的电阻值可以是R2/2。
充电泵502可通过放大第一外部电压VDD1来生成第一电压泵电压2VDD。放大器504可放大参考电压VBGR与第二节点ND2的电压(例如，反馈电压)之间的差值，并生成放大的电压。
开关电路506可以响应于由放大器504放大的电压将第一节点ND1的电压VDD3，例如，第一内部电压VDD3，上拉到第一电压泵电压2VDD。
三个电阻器507-1、507-2A和507-2B可形成负反馈网络。三个电阻器507-1、507-2A和507-2B可以通过划分第一内部电压VDD3来生成第一中间电压VDD3'和第二中间电压Vx1。可以响应于控制信号EVIF来调整第一电阻器507-1的电阻值R1。随着第一电阻器507-1的电阻值被调整，可以调整电压VDD3、VDD3'和Vx1中的每一个的电平。
可以向如图1或图4中所的选择电路220提供第一内部电压VDD3。可以如图12中所示向选择电路220提供第一中间电压VDD3'和第二中间电压Vx1，而不是第一内部电压VDD3。
第一内部电压VDD3可以由公式3定义。
[公式3]
VDD3＝Vx1+2ΔV
ΔV可以是第一中间电压VDD3'和第二中间电压Vx1之间的差值。
图10是根据本发明构思的示例性实施例的图1、图4和图12中所示的第二内部电压生成器的电路图。图10中所示的第二内部电压生成器214A可以包括第一放大器520、第一开关电路522、第二放大器524、第二开关电路526、充电泵528和两个电阻器507-4和507-5。
例如，第二内部电压生成器214A可以生成负的第二内部电压VDD4。例如，第二内部电压生成器214A可以使用充电泵528生成与负的第一外部电压-VDD1相对应的第二电压泵电压NVDD＝-VDD1。
当第二放大器524、第二开关电路526和两个电阻器507-4和507-5配置第一电压调节器时，第一电压调节器可使用第二电压泵电压NVDD生成第二内部电压VDD4。
此外，当第一放大器520、第一开关电路522以及两个电阻器507-4和507-5配置第二电压调节器时，第二电压调节器可以使用第一外部电压VDD1生成第三中间电压Vx2。
第一放大器520可以使用第一外部电压VDD1和接地电压作为操作电压，放大参考电压VBGR和第一节点ND5的电压(例如，反馈电压)之间的差值，并生成放大的电压。
响应于由第一放大器520放大的电压，第一开关电路522可以将第一节点ND5的电压Vx2，换句话说，第三中间电压Vx2，上拉到第一外部电压VDD1。第二电阻器507-5的电阻值R2可以大于第一电阻器507-4的电阻值R1。可以响应于控制信号EVIF来调整第一电阻器507-4的电阻值R1。随着第一电阻器507-4的电阻值R1被调整，可以调整电压Vx2和VDD4中的每一个的电平。
第二放大器524可以使用第一外部电压VDD1和第二充电泵电压NVDD作为操作电压，放大第二节点ND6的电压和接地电压GND之间的差值，并生成被放大的电压。第二开关电路526可以响应于由第二放大器524放大的电压将第三节点ND7的电压VDD4，例如第二内部电压VDD4，下拉到第二充电泵电压NVDD。
可以向如图1或图4中所示的选择电路220提供第二内部电压VDD4。可以向如图12中所示的选择电路220提供第三中间电压Vx2，而不是第二内部电压VDD4。
图11是根据本发明构思的示例性实施例的图1、图4和图12中所示的第二内部电压生成器的电路图。如图11中所示，第二内部电压生成器214B可以包括第一放大器520、第一开关电路522、第二放大器524、第二开关电路526、充电泵528以及三个电阻器507-4、507-5和507-6。
除了第三电阻器507-6是布置在节点ND10和ND11之间之外，图10的第二内部电压生成器214A在结构和操作上与图11的第二内部电压生成器214B相同。电压差值ΔV可以是第四中间电压Vx3和第五中间电压Vy之间的差值。
电阻器507-5和507-6中的每一个的电阻值R2可以大于第一电阻器507-4的电阻值R1。可以响应于控制信号EVIF来调整第一电阻器507-4的电阻值R1。随着第一电阻器507-4的电阻值R1被调整，可以调整电压Vx3和Vy中的每一个的电平。
可以向如图1或图4中所示的选择电路220提供第二内部电压VDD4。可以向如图12中所示的选择电路220提供第四中间电压Vx3和第五中间电压Vy中的至少一个，而不是第二内部电压VDD4。
图12是根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器芯片的框图。参考图12，图12的图像传感器芯片200C不像图1的图像传感器芯片200A那样使用附加的ADC 250。而是，图像传感器芯片200C可以使用在图13的列ADC块240C中实现的剩余或虚拟ADC 240-0。虚拟ADC 240-0可以是比较器。
图像传感器芯片200C可以包括多个引脚201、203和205、内部电压生成器210、选择电路220、电压信息ADC 250B、编码器255、选择信号生成器260A和温度传感器270。图像传感器芯片200C可以通过CMOS工艺制造，并且可以包括在移动设备中。电压信息ADC 250B可以包括比较器240-0和计数器257。
引脚201和203可以接收由外部电压供应设备(例如，图22的300A或图23的300B)提供的外部电压VDD1和VDD2。第三引脚205可以将反馈信息DCNT发送到图22中所示的外部电压供应装置300A或图23中所示的应用处理器400。
例如，反馈信息DCNT可以是数字信号或数字代码，所述数字信号或数字代码表示关于由外部电压供应设备300A或300B提供的外部电压VDD1和/或VDD2的信息、关于由内部电压生成器210生成的中间电压Vx1、Vx2、Vx3、Vy和/或VDD3'中的每一个的信息和/或关于图像传感器芯片200B的温度(例如，内部温度)的信息VTEMP。
选择电路220可以响应于选择信号SEL1输出多个电压VDD1、VDD2、Vx1、Vx2、Vx3、Vy、VDD3'和VTEMP中的至少一个作为第一输出电压OUT1。
当电压信息ADC 250B的输入级包括如图15、图17、图19或图21中所示的用于对模拟输入信号OUT1进行采样的电容器251、252和253时，即使不使用图2中所示的衰减器230，电压信息ADC 250B的输入级也可以以一定速率衰减模拟输入信号OUT1。如图15、图17、图19或图21所示，可以通过电容器251以衰减常数(a)衰减需要模拟-数字转换的输入信号OUT1＝IN1。
电压信息ADC 250B可以将第一输出电压OUT1转换为反馈信息DCNT。
比较器240-0可以将斜坡信号RAMP与第一输出电压OUT1进行比较，并生成比较信号Vo。计数器257可以响应于(或使用)比较信号Vo和时钟信号CLK来生成反馈信息DCNT。将参考图13至图21详细描述电压信息ADC 250B的操作。
编码器255可以将c位数字输出信号DCNT转换成d位控制信号EVIF。内部电压生成器212和214中的每一个可以响应于d位信号控制EVIF来调整内部电压VDD3和VDD4的电平和/或中间电压Vx1、Vx2、Vx3、Vy和VDD3'的电平中的每一个。
图像传感器芯片200C可以向外部电压供给装置(例如，图22的300A或图23的300B)和/或内部电压生成器210反馈关于由外部电压供应装置(例如，图22的300A或图23的300B)提供的外部电压VDD1和/或VDD2的信息，关于由内部电压生成器210使用第一外部电压VDD1生成的中间电压Vx1、Vx2、Vx3、Vy和VDD3'中的每一个的信息DCNT，和/或关于图像传感器芯片200C的温度的信息DCNT。
因此，外部电压供应装置(例如，图22的300A或图23的300B)可以基于(或使用)反馈信息DCNT调整提供给图像传感器芯片200C的外部电压VDD1和/或VDD2的电平，并且内部电压生成器210可以使用(或响应于)控制信号EVIF调整内部电压VDD3和VDD4中的每一个的电平和/或中间电压Vx1、Vx2、Vx3、Vy和VDD3'的电平。
图13是根据本发明构思的示例性实施例的在图12中所示的图像传感器芯片的框图。参考图12和图13，图像传感器芯片200C可以包括有源像素传感器阵列215、行驱动器217、CDS电路块219、选择电路220、列ADC块240C、斜坡信号生成器242、开关信号生成器244B和计数器257。
在图像传感器芯片200C中，图12中未示出的部件可以用图13中所示的组件215、217、219、240C、242和244B补全或补充，并且图13中未示出的部件可以用图12中所示的组件201、203、205、210、255、260A和270补全或补充。
列ADC块240C可以包括ADC 240-1至240-m以及虚拟ADC 240-0。ADC 240-1至240-m可以将相关的双采样像素信号转换为数字信号。ADC 240-0至240-m中的每一个可以实现在单斜率ADC中。根据本发明构思的示例性实施例，ADC 240-1至240-m中的每一个可以实现为在结构和操作上与虚拟ADC 240-0相同或不同。
斜坡信号生成器242可以生成斜坡信号RAMP，并且斜坡信号RAMP可以被提供给ADC240-0至240-m中的每一个。开关信号生成器244B可以控制在图6、图14、图16、图18和图20中所示的每个开关信号的激活定时和停用定时。
参考图15，电压信息ADC 250B可以包括多个开关SW1至SW6、多个电容器251、252和253、比较器240-0和计数器257。多个开关SW1至SW6中的一些可以不通过根据将要进行模数转换的电压VDD1、VDD2、Vx1、Vx2、Vx3、Vy、VDD3'、VDD3、VDD4和/或VTEMP控制开关信号生成器244B来使用。
例如，参考图6和图15，当要进行模数转换的电压是电压VDD1、VDD2、VDD3、VDD4或VTEMP时，可以不使用多个开关SW1至SW6中的一些SW4至SW6。
图14是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述测量图9中所示的第一内部电压生成器的第一内部电压的方法的时序图，并且图15示出了根据本发明构思的示例性实施例的图12和图13中所示的用于测量图8中所示的第一内部电压生成器的第一内部电压的电压信息ADC的结构。
当使用电压信息ADC 250B生成与电压VDD1，VDD2和VTEMP中的每一个相关的反馈信号DCNT时，包括在电压信息ADC 250B中的多个开关SW1至SW6中的开关SW4至SW6没有被使用，并且在电压信息ADC 250B中使用的开关SW1至SW3的布置和操作与参考图6和图7描述的相同或相似。
如图15所示，多个开关Sw1至SW6中的开关SW5和SW6不用于生成与第一内部电压VDD3相关的反馈信号DCNT。选择电路220响应于选择信号SEL1输出第一中间电压VDD3'作为第一输出电压OUT1。
如图14所示，对第一中间电压VDD3'执行一次模数转换。开关信号生成器244B将开关信号SS1和SS2中的每一个激活为高电平，并且将开关信号SS3和SS4中的每一个停用为低电平。
第一输出电压OUT1被同时提供给第一电容器251和第二电容器252。通过第一开关SW1提供给第一电容器251的电压IN1＝OUT1和通过第二开关SW2提供给第二电容器252的电压IN2＝OUT1彼此相同。斜坡信号RAMP通过第三电容器253被提供给比较器240-0的第二输入端子-。
对于转换，从斜坡信号RAMP线性下降(或斜坡下降)的时间T1'到比较器240-0的输出信号Vo从低电平变为高电平的时间T2'之间的时间间隔是第一时间间隔TCNT1。当比较器240-0的第一输入端+的电压Vi+与比较器240-0的第二输入端子-的电压Vi-相同时，比较器240-0生成从低电平转变到高电平的输出信号Vo。
计数器257响应于时钟信号CLK对第一时间间隔TCNT1进行计数，并生成第一计数值，例如第一数字代码DCNT1。开关信号SS1和SS2中的每一个被停用为低电平，并且开关信号SS3和SS4中的每一个在时间T5'被激活为高电平。
由于电容器251和252中的每一个的第一端子连接到地，所以比较器240-0的第一输入端子+的电压Vi+改变。第一输入端子+的电压Vi+的变化量ΔV可以是VDD3'。
从斜坡信号RAMP线性下降的时间T3'到比较器240-0的输出信号Vo从低电平转变为高电平的时间T4'之间的时间间隔是第二时间间隔TCNT2。当比较器240-0的第一输入端子+的电压Vi+与比较器240-0(T4')的第二输入端子-的电压Vi-相同时，比较器240-0生成从低电平转变到高电平的输出信号Vo。
从时间T3'起，计数器257响应于时钟信号CLK对第二时间间隔TCNT2进行计数，并生成第二计数值，例如第二数字代码DCNT2。换句话说，计数器257在斜坡信号RAMP使用时钟信号CLK线性下降的时间T3'开始计数操作，并且在比较器240-0的输出信号Vo从低电平转变到高电平的时间T4'处停止计数操作。计数器257可以在当计数操作停止的时间上存储第二数字代码DCNT2。
计数器257可以计算第二数字代码DCNT2和第一数字代码DCNT1之间的差值，并且根据计算结果生成并存储可以用作反馈信息的数字代码DCNT＝DCNT2-DCNT1。
根据本发明构思的示例性实施例，计数器257可以使用位反转技术来计算第二数字代码DCNT2和第一数字代码DCNT1之间的差值，并生成和存储数字代码DCNT。例如，计数器257可以反转第一数字代码DCNT1中包括的所有比特中的每一个，并且通过将反转的第一数字代码和第二数字代码DCNT2相加来生成数字代码DCNT。计数器257可以包括计数功能、差值计算功能和存储功能。
通过第三管脚205，数字代码DCNT＝DCNT2-DCNT1可以被发送到图22的电源管理IC300A或图23的应用处理器400。图22的应用处理器400或图23的应用处理器400可以使用公式4测量或计算第一内部电压VDD3。
[公式4]
DCNTmax∶VREF＝(1+R2/R1)×DCNT∶VDD3
这里，DCNTmax是根据电压信息ADC250B的分辨率确定的数，并且例如，当电压信息ADC250B是10位ADC时，DCNTmax可以是210＝1024。R1是第一电阻器507-1的电阻值，R2是第二电阻器507-2的电阻值，DCNT是第一中间电压VDD3'的数字形式。
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400知道DCNTmax、VREF、R1和R2的值，因此可以使用数字代码DCNT来计算或测量第一内部电压VDD3。
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400可以使用计算出的或测量到的第一内部电压VDD3来增加或减少电源电压V1。
图16是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述测量图9中所示的第一内部电压生成器的第一内部电压的方法的时序图，并且图17示出了根据本发明构思的示例性实施例的图12和图13中所示的用于测量图9所示的第一内部电压生成器的第一内部电压的电压信息模数转换器的结构。
当使用电压信息ADC 250B生成与电压VDD1、VDD2和VTEMP中的每一个相关的反馈信号DCNT时，包括在电压信息ADC 250B中的多个开关SW1至SW6中的开关SW4至SW6没有被使用，并且在电压信息ADC 250B中使用的开关SW1至SW3的布置和操作与参考图6和图7描述的相同或相似。
如图17所示，所有多个开关SW1至SW6用于生成与第一内部电压VDD3相关的反馈信号DCNT。
选择电路220响应于选择信号SEL1将第一中间电压VDD3'和第二中间电压Vx1输出为第一输出电压OUT1。
在第一间隔PA中计算第二中间电压Vx1的数字版本DCNT，并且在第二间隔PB中计算第一中间电压VDD3'和第二中间电压Vx1之间的差值ΔV4＝VDD3'-Vx1的数字版本DCNTB。
在每个时间间隔TCNT1、TCNT2、TCNT3和TCNT4中，由计数器257生成每个计数值，例如每个数字代码DCNT1、DCNT2、DCNT3和DCNT4。
当第二中间电压Vx1在第一间隔PA中通过开关SW1和SW2提供给电容器251和252时，第一中间电压VDD3'不提供给开关SW5和SW6。当第二中间电压Vx1在第一间隔PA中通过开关SW1和SW2提供给电容器251和252时，计数器257在第一时间间隔TCNT1中生成第一数字代码DCNT1。
当在第一间隔PA中通过开关SW3和SW4将接地电压GND提供给电容器251和252中的每一个的第一端子时，计数器257在第二时间间隔TCNT2中生成第二数字编码DCNT2。计数器257可以计算第二数字代码DCNT2和第一数字代码DCNT1之间的差值DCNTA＝DCNT2-DCNT1。
当在第二间隔PB中通过开关SW5和SW6将第一中间电压VDD3'提供给电容器251和252时，第二中间电压Vx1不提供给开关SW1和SW2。当在第二间隔PB中通过开关SW5和SW6将第一中间电压VDD3'提供给电容器251和252时，计数器257在第三时间间隔TCNT3中生成第三数字代码DCNT3。
当开关SW5和SW6打开并且第二中间电压Vx1在第二间隔PB中通过开关SW1和SW2被提供给每个电容器251和252的第一端子时，计数器257在第四时间间隔TCNT4中生成第四数字代码DCNT4。
计数器257可以计算第四数字代码DCNT4和第三数字代码DCNT3之间的差值DCNTB＝DCNT4-DCNT3，并且计数器257可以根据公式5输出数字代码DCNT。
[公式5]
DCNT＝DCNTA+2*DCNTB
DCNTA＝DCNT2-DCNT1,DCNTB＝DCNT4-DCNT3
DCNTA是第二中间电压Vx1的数字版本，DCNTB是图10中所示的第一中间电压VDD3'和第二中间电压Vx1之间的差值ΔV4的数字形式，并且ΔV3对应于比较器240-0的第一输入端子+的电压Vi+的电压转换。
数字代码DCNT可以通过内部电压生成器210和/或第三引脚205被发送到图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400。
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400知道DCNTmax和VREF的值，因此可以使用数字代码DCNT计算或测量第一内部电压VDD3。换句话说，电源管理IC 300A或应用处理器400可以使用公式6计算或测量第一内部电压VDD3。
[公式6]
DCNTmax∶VREF＝DCNT∶VDD3
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400可以使用计算出的或测量到的第一内部电压VDD3来增加或减少电源电压V1。
图18是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述测量图1中所示的第二内部电压生成器的第二内部电压的方法的时序图，并且图19示出了根据本发明构思的示例性实施例的图12和图13中所示的用于测量图1中所示的第二内部电压生成器的第二内部电压的电压信息模数转换器的结构。
当使用电压信息ADC 250B生成与电压VDD1、VDD2和VTEMP中的每一个相关的反馈信号DCNT时，包括在电压信息ADC 250B中的多个开关SW1至SW6中的开关SW4至SW6没有被使用，并且开关SW1至SW3的布置和操作与参考图6和图7所描述的相同或相似。
如图19所示，在生成与第二内部电压VDD4相关的反馈信号DCNT时，不使用多个开关SW1至SW6中的开关SW5和SW6。
选择电路220响应于选择信号SEL1输出第三中间电压Vx2作为第一输出电压OUT1。
如图18所示，对第三中间电压Vx2执行一次模数转换。开关信号生成器244B将开关信号SS1和SS2中的每一个激活为高电平，并且将开关信号SS3和SS4中的每一个停用为低电平。
第一输出电压OUT1＝Vx2被同时提供给第一电容器251和第二电容器252。通过第一开关SW1提供给第一电容器251的电压IN1＝Vx2与通过第二开关SW2提供给第二电容器252的电压IN2＝Vx2相同。斜坡信号RAMP通过第三电容器253被提供给比较器240-0的第二输入端子。
计数器257响应于时钟信号CLK对第一时间间隔TCNT1进行计数，并生成第一计数值，例如第一数字代码DCNT1。
由于电容器251和252中的每一个的第一端子连接到地，所以比较器240-0的第一输入端子+的电压Vi+改变。第一输入端子+的电压Vi+的变化量ΔV5可以是Vx2。
计数器257响应于时钟信号CLK对第二时间间隔TCNT2进行计数，并生成第二计数值，例如第二数字代码DCNT2。
计数器257可以计算第二数字代码DCNT2和第一数字代码DCNT1之间的差值，并且根据计算结果生成并存储可以用作反馈信息的数字代码DCNT＝DCNT2-DCNT1。
数字代码DCNT＝DCNT2-DCNT1可以通过第三管脚205被发送到图22的电源管理IC300A或图23的应用处理器或400。图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器或400可以使用公式7测量或计算第二内部电压VDD4。
[公式7]
DCNTmax∶VREF＝(R2/R1)×DCNT∶VDD4
这里，DCNTmax是根据电压信息ADC 250B的分辨率确定的数，并且例如，当电压信息ADC 250B是10位ADC时，DCNTmax可以是210＝1024。R1是第一电阻器507-4的电阻值，R2是第二电阻器507-5的电阻值，DCNT是第三中间电压Vx2的数字形式。
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400知道DCNTmax、VREF、R1和R2的值，因此可以使用数字代码DCNT计算或测量第二内部电压VDD4。
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400可以使用计算出的或测量到的第二内部电压VDD4来增加或减小电源电压V1。此外，第二内部电压生成器214A可以使用与数字编码DCNT相对应的控制信号EVIF来调整第三中间电压Vx2的电平。
图20是根据本发明构思的示例性实施例的用于描述测量图11所示的第二内部电压生成器的第二内部电压的方法的时序图，并且图21示出了根据本发明构思的示例性实施例的在图12和图13中所示的用于测量图11中所示的第二内部电压生成器的第二内部电压电压信息模数转换器的结构。
当使用电压信息ADC 250B生成与电压VDD1、VDD2和VTEMP中的每一个相关的反馈信号DCNT时，包括在电压信息ADC 250B中的多个开关SW1至SW6中的开关SW4至SW6没有被使用，并且在电压信息ADC 250B中使用的开关SW1至SW3的布置和操作与参考图6和图7描述的相同或相似。
如图21所示，在生成与第二内部电压VDD4相关的反馈信号DCNT时，不使用多个开关SW1至SW6中的开关SW5和SW6。
选择电路220响应于选择信号SEL1输出第五中间电压Vy作为第一输出电压OUT1。
如图20所示，对第四中间电压Vx3和第五中间电压Vy之间的差值执行一次模数转换。开关信号生成器244B将开关信号SS1和SS2中的每一个激活为高电平，并且将每个开关信号SS3和SS4中的每一个停用为低电平。
第一输出电压OUT1＝Vy被同时提供给第一电容器251和第二电容器252。通过第一开关SW1提供给第一电容器251的电压IN1＝Vy与通过第二开关SW2提供给第二电容器252的电压IN2＝Vy相同。斜坡信号RAMP通过第三电容器253被提供给比较器240-0的第二输入端子。
计数器257响应于时钟信号CLK对第一时间间隔TCNT1进行计数，并生成第一计数值，例如第一数字代码DCNT1。
开关信号生成器244B将开关信号SS1和SS2中的每一个停用为低电平，并且将开关信号SS3和SS4中的每一个激活为高电平。此时，选择电路220响应于选择信号SEL1输出第四中间电压Vx3作为第一输出电压OUT1。
随着第四中间电压Vx3通过开关SW3和SW4中的每一个被提供给电容器251和252中的每一个的第一端子，比较器240-0的第一输入端子+的电压Vi+被改变。第一输入端子+的电压Vi+的变化量ΔV6可以是第五中间电压Vy和第四中间电压Vx3之间的差值(＝Vy-Vx3)。
计数器257响应于时钟信号CLK对第二时间间隔TCNT2进行计数，并生成第二计数值，例如第二数字代码DCNT2。
计数器257可以计算第二数字代码DCNT2和第一数字代码DCNT1之间的差值，并且根据计算结果生成并存储可以用作反馈信息的数字代码DCNT＝DCNT2-DCNT1。
数字代码DCNT＝DCNT2-DCNT1可以通过第三管脚205被发送到图22的电源管理IC300A或图23的应用处理器400。图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400可以使用公式8测量或计算第二内部电压VDD4。
[公式8]
DCNTmax∶VREF＝DCNT∶VDD4
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400知道DCNTmax和VREF的值，因此可以使用数字代码DCNT计算或测量第二内部电压VDD4。
图22的电源管理IC 300A或图23的应用处理器400可以使用计算出的或测量到的第二内部电压VDD4来增加或减小电源电压V1。此外，第二内部电压生成器214A可以使用与数字代码DCNT相对应的控制信号EVIF来调整第四中间电压Vx3和第五中间电压Vy中的每一个的电平。
图22是根据本发明构思的示例性实施例的包括在图1、图4或图12中所示的图像传感器芯片200的图像处理***100A的框图。参考图1至图22，电源管理IC 300A可以使用(或响应于)通过第三引脚205发送的反馈信息(VIF或DCNT)来计算或测量电压VDD1、VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的每一个，并根据计算结果通过传输线301和303调整(例如，增加、保持或减小)提供给图像传感器芯片200的第一电压V1和第二电压V2。
图23是根据本发明构思的示例性实施例的包括在图1、图4或图12中所示的图像传感器芯片200的图像处理***100B的框图。参考图1至图21，以及图23，应用处理器400可以使用通过第三管脚205发送的反馈信息VIF或DCNT来计算或测量电压VDD1、VDD2、VDD3、VDD4和VTEMP中的每一个，并且根据计算结果将电压控制信号CTRL发送到电源管理IC 300B。电源管理IC 300B可以响应于电压控制信号CTRL来调整(例如，增加、维持或减小)第一电压V1和第二电压V2。第一电压V1和第二电压V2可以通过传输线301和303发送到图像传感器芯片200。
根据本发明构思的示例性实施例的包括内部电压生成器的图像传感器芯片可以向外部电压供应装置和/或内部电压生成器反馈关于由外部电压供应装置供应的外部电压的信息，关于由内部电压生成器使用外部电压生成的内部电压的信息，以及关于图像传感器芯片的温度的信息。因此，外部电压供应装置可以使用反馈结果来调整提供给图像传感器芯片的外部电压，并且内部电压生成器可以使用反馈结果来调整内部电压。
根据本发明构思的示例性实施例的图像传感器芯片可以监视在图像传感器芯片中使用的温度电压和所有电压中的一个，并且向用于控制图像传感器芯片的电源管理IC或应用处理器反馈监视的结果作为反馈信息。因此，电源管理IC或应用处理器可以使用反馈信息实时地最大化图像传感器芯片的性能。
虽然已经参照本发明的示例性实施例示出和描述了本发明构思，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明构思的范围和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变。

Claims (20)

1.一种图像传感器芯片，包括：
内部电压生成器，用于使用在所述图像传感器芯片的第一端子处接收的外部电压来生成内部电压；
温度传感器，用于生成温度电压；
选择电路，用于输出外部电压、内部电压和温度电压中的一个；
数字代码生成电路，用于使用所述选择电路的输出电压生成数字代码；以及
第二端子，用于从所述图像传感器芯片输出数字代码。
2.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述数字代码对应于所述外部电压、所述内部电压或所述温度电压。
3.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述数字代码生成电路包括：
衰减器，用于通过衰减所述选择电路的第一输出信号来生成第二输出信号；以及
第一模数转换器，用于将所述第二输出信号转换为所述数字代码。
4.如权利要求3所述的图像传感器芯片，还包括：
像素；以及
第二模数转换器，用于将从所述像素输出的像素信号转换为数字信号，其中，所述第一模数转换器的结构不同于所述第二模数转换器的结构。
5.如权利要求1所述的图像传感器芯片，还包括用于对所述数字代码进行编码并根据所述编码的结果生成控制信号的编码器，
其中，所述内部电压生成器响应于所述控制信号调整所述内部电压中的一个。
6.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述数字代码生成电路包括：第一模数转换器，用于使用从所述选择电路输出的输出信号生成所述数字代码；
所述图像传感器芯片包括：
像素；以及
第二模数转换器，用于将从所述像素输出的像素信号转换为数字信号，
所述第一模数转换器的结构与所述第二模数转换器的结构相同。
7.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述数字代码生成电路包括：
包括第一输入端子和第二输入端子的比较器；
连接到所述选择电路的输出端子的第一开关和第二开关；
连接在所述第一开关和所述第一输入端子之间的第一电容器；
连接在所述第二开关和所述第一输入端子之间的第二电容器；
连接在所述第一开关的公共节点和所述第一电容器之间，并且接地的第三开关；
连接在用于接收斜坡信号的端子和所述第二输入端子之间的第三电容器；以及
连接到所述比较器的输出端子的计数器。
8.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述内部电压生成器生成高于所述外部电压的第一内部电压和低于接地电压的第二内部电压作为所述内部电压。
9.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述内部电压生成器生成高于所述外部电压的第一内部电压和与所述第一内部电压有关的第一中间电压作为所述内部电压，
所述选择电路输出所述第一中间电压，以及
所述数字代码生成电路使用所述第一中间电压生成所述数字代码。
10.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述内部电压生成器生成高于所述外部电压的第一内部电压、与所述第一内部电压有关的第一中间电压和与所述第一中间电压有关的第二中间电压作为内部电压，
所述选择电路顺序地输出所述第二中间电压和所述第一中间电压，以及
所述数字代码生成电路使用所述第二中间电压和所述第一中间电压生成所述数字代码。
11.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述内部电压生成器生成比接地电压低的第一内部电压和与所述第一内部电压有关的第一中间电压作为所述内部电压，
所述选择电路输出所述第一中间电压，以及
所述数字代码生成电路使用所述第一中间电压生成所述数字代码。
12.如权利要求1所述的图像传感器芯片，其中，所述内部电压生成器生成高于所述外部电压的第一内部电压、与所述第一内部电压有关的第一中间电压和与所述第一中间电压有关的第二中间电压作为内部电压，
所述选择电路顺序地输出所述第一中间电压和所述第二中间电压，以及
所述数字代码生成电路使用所述第一中间电压和所述第二中间电压生成所述数字代码。
13.一种图像处理***，包括：
外部电压供应装置；
图像传感器芯片，用于接收由所述外部电压供应装置提供的外部电压；以及
应用处理器，连接到所述图像传感器芯片和所述外部电压供应装置，
其中所述图像传感器芯片包括：
内部电压生成器，用于使用所述外部电压生成内部电压；
温度传感器，用于生成温度电压；
选择电路，用于输出外部电压、内部电压和温度电压中的一个；
数字代码生成电路，用于使用所述选择电路的输出电压生成数字代码；以及
输出端子，用于将所述数字代码发送到所述应用处理器。
14.如权利要求13所述的图像处理***，其中，所述应用处理器使用所述数字代码生成电压控制信号，以及
所述外部电压供应装置响应于所述电压控制信号调整所述外部电压。
15.如权利要求14所述的图像处理***，其中，所述数字代码生成电路包括：
衰减器，用于通过衰减所述选择电路的第一输出信号来生成第二输出信号，以及
模数转换器，用于将所述第二输出信号转换为所述数字代码。
16.如权利要求14所述的图像处理***，其中，所述数字代码生成电路包括：第一模数转换器，用于使用从所述选择电路输出的输出信号生成所述数字代码，
所述图像传感器芯片还包括：
像素，以及
用于将从所述像素输出的像素信号转换为数字信号的第二模数转换器，
所述第一模数转换器的结构与所述第二模数转换器的结构相同。
17.如权利要求14所述的图像处理***，其中，所述选择电路输出所述内部电压之中的第一内部电压，以及
所述数字代码生成电路使用所述第一内部电压生成与所述内部电压之中的第二内部电压对应的数字代码。
18.如权利要求17所述的图像处理***，其中，所述第一内部电压低于所述第二内部电压，并且所述第二内部电压高于所述外部电压。
19.如权利要求17所述的图像处理***，其中，所述第一内部电压高于所述第二内部电压，并且所述第二内部电压低于接地电压。
20.如权利要求14所述的图像处理***，其中，所述选择电路顺序地输出所述内部电压中的第一内部电压和第二内部电压，以及
所述数字代码生成电路使用所述第一内部电压和所述第二内部电压生成与所述内部电压中的第三内部电压对应的数字代码。
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