图像传感器中的固定模式噪声减少制造技术

技术编号:17784470 阅读:26 留言:0更新日期:2018-04-22 16:06
本申请案涉及图像传感器中的固定模式噪声减少。本文中揭示用于图像传感器中的固定模式噪声减少的系统及方法。一种实例性方法可包含:将像素的像素参考电压同时提供到参考取样电容器及信号取样电容器;将所述参考取样电容器与所述像素解耦;将信号电压提供到所述信号取样电容器;以及将所述信号取样电容器与所述像素解耦。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器中的固定模式噪声减少
本专利技术一般来说涉及图像传感器,且特定来说(但非排他性地),涉及图像传感器中的固定模式噪声减少。
技术介绍
图像传感器已变得普遍存在。其广泛地用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术一直持续快速地发展。举例来说,对较高分辨率及较低电力消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化及集成。各种固定模式噪声(例如垂直及水平固定模式噪声)可导致图像中的不想要的噪声。举例来说,此固定模式噪声可由读出电路的个别响应度的一致差异造成。举例来说,阵列的不同行的读出之间的一致变化可产生图像中的不想要的变化。已采用许多技术来减轻固定模式噪声的影响且增强图像传感器性能。然而,这些方法中的一些方法可不完全消除垂直固定模式噪声的影响。
技术实现思路
本专利技术的方面涉及一种方法,其包括:将像素的像素参考电压同时提供到参考取样电容器及信号取样电容器;将所述参考取样电容器与所述像素解耦;将信号电压提供到所述信号取样电容器;以及将所述信号取样电容器与所述像素解耦。在本专利技术的另一方面中,一种方法包括:用像素参考电压同时对参考取样电容器及信号取样电容器进行充电;用信号电压对所述信号取样电容器进行充电;以及将来自所述参考取样电容器的所述像素参考电压以及来自所述信号取样电容器的所述信号电压及所述像素参考电压提供到放大器。在本专利技术的又一方面中,一种方法包括:将参考取样电容器耦合到像素的浮动扩散部;将信号取样电容器耦合到所述像素的所述浮动扩散部,其中将所述参考取样电容器及所述信号取样电容器耦合到所述浮动扩散部会用像素参考电压对所述参考取样电容器及所述信号取样电容器两者进行充电;将所述参考取样电容器与所述浮动扩散部解耦;以及用所述浮动扩散部上的信号电压对信号参考电容器进行充电。附图说明参考以下各图描述本专利技术的非限制性及非穷尽性实例,其中除非另有说明,否则贯穿各个视图,相似元件符号是指相似部件。图1图解说明根据本专利技术的一实施例的成像系统的一个实例。图2是根据本专利技术的一实施例的读出电路的示意图。图3是根据本专利技术的一实施例的线性反馈移位寄存器的图解说明。图4是根据本专利技术的一实施例的实例性时序图。图5是根据本专利技术的一实施例的实例性方法。贯穿图式的数个视图,对应参考字符指示对应组件。所属领域的技术人员将了解,各图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的,且未必按比例绘制。举例来说,为帮助改进对本专利技术的各种实施例的理解,各图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被夸大。而且,通常未描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本专利技术的这些各种实施例的较不受阻挡的观看。具体实施方式本文中描述用于具有经减少固定模式噪声的图像传感器的设备及方法的实例。在以下描述中,陈述众多特定细节以提供对实例的透彻理解。然而,所属领域的技术人员将认识到,可在不具有特定细节中的一或多个的情况下或者利用其它方法、组件、材料等来实践本文中所描述的技术。在其它实例中,未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免使特定方面模糊。本说明书通篇中对“一个实例”或“一个实施例”的提及意指结合所述实例所描述的特定特征、结构或特性包含于本专利技术的至少一个实例中。因此,在本说明书通篇中的各个地方中出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”未必全部是指同一实例。此外,所述特定特征、结构或特性可以任何适合方式组合于一或多个实例中。在本说明书通篇中,使用数个技术术语。这些术语将采取其在其所属的
中的普通意义,除非本文中具体定义或所述术语使用的上下文将另外明确表明。应注意,在本文件通篇中,元件名称及符号可互换地使用(例如,Si对硅);然而,此两者具有相同含义。图1图解说明根据本专利技术的一实施例的成像系统100的一个实例。成像系统100包含像素阵列102、控制电路104、读出电路108及功能逻辑106。在一个实例中,像素阵列102是光电二极管或图像传感器像素(例如,像素P1、P2…、Pn)的二维(2D)阵列。如所图解说明,光电二极管布置到行(例如,行R1到Ry)及列(例如,列C1到Cx)中以获取人、地点、对象等的图像数据,接着可使用所述图像数据来再现所述人、地点、对象等的2D图像。然而,光电二极管不必布置到行及列中,而是可采取其它配置。在一些实施例中,像素阵列102可具有堆叠于像素阵列的顶部上的取样电容器。举例来说,堆叠式关系可允许较小芯片占用面积。取样电容器可与光电二极管制作于同一芯片上。替代地及/或另外,读出电路可位于堆叠到包含光电二极管的芯片上的完全单独的芯片上。在任一实施例中,读出电路可经由寄生电容而电容耦合到像素的浮动扩散部。取样电容器可包含参考电压取样电容器及图像电压取样电容器,且取样电容器可耦合到读出列(例如,位线)。取样电容器可对像素的浮动扩散部上的相应信号(例如,电压)进行取样,此可(举例来说)用于确定图像电荷信号。在一个实例中,在像素阵列102中的每一图像传感器光电二极管/像素已获取其图像数据或图像电荷之后,图像数据由读出电路108读出且接着被传送到功能逻辑106。读出电路108可耦合到来自像素阵列102中的多个光电二极管的读出图像数据。在各种实例中,读出电路108可包含放大电路、模/数(ADC)转换电路或其它。在一些实施例中,可针对读出列中的每一个包含一或多个全局放大器。功能逻辑106可仅存储图像数据或甚至通过应用图像后效应(例如,修剪、旋转、去除红眼、调节亮度、调节对比度或其它)来操纵所述图像数据。在一个实例中,读出电路108可沿着读出列线(所图解说明)一次读出一行图像数据或可在移动到下一列上之前顺序地读出一列的每一像素。替代地,读出电路108可使用多种其它技术(未图解说明)(例如串行读出或所有像素的同时全并行读出)来读取图像数据。在一些实施例中,与每一读出列相关联的全局放大器(其可为差分信号放大器)可顺序地耦合到一列中的每一像素的取样电容器以从每一所述像素读出图像电荷。举例来说,每一像素的取样电容器可由参考电压(例如,暗电压)及相应像素的图像电荷进行充电。全局放大器可接着接收参考电压及图像电荷以提供输出,所述输出可为图像电荷信号的经放大表示。由于将像素的浮动扩散部与取样电容器进行耦合的寄生电容,因此图像电荷信号读出可受从所述列中的前一像素所读出的图像电荷信号影响。举例来说,当行Y中的像素A的图像电荷取样电容器耦合到位线时,来自行X中的邻近像素A的图像电荷信号(先前所读出)可电容耦合到行Y中的像素A的浮动扩散部。此可致使行Y中的像素A的浮动扩散部上的图像电荷降低。当由全局放大器读出时,此降低可显现为固定模式噪声(FPN),这是因为所述降低每次都可发生。然而,如果参考电压取样电容器与图像电荷取样电容器同时地被耦合,那么行Y的像素A的浮动扩散部上的电压的降低可由图像电荷信号取样电容器及参考电压取样电容器两者进行取样。如此,当执行差分读出时,所述降低将自身抵消。因此,可减少及/或消除FPN(至少由于此噪声形成电容耦合)。应注意,参考电压取样电容器将在像素的电荷传送栅极将图像电荷从光电二极管传送到像素的浮动扩散部之前耦合到所述像素及与所述像素解耦。在一个实例中,控制电路104耦本文档来自技高网
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图像传感器中的固定模式噪声减少

【技术保护点】
一种方法,其包括:将像素的像素参考电压同时提供到参考取样电容器及信号取样电容器;将所述参考取样电容器与所述像素解耦;将信号电压提供到所述信号取样电容器;以及将所述信号取样电容器与所述像素解耦。

【技术特征摘要】
2016.10.12 US 15/291,9171.一种方法,其包括:将像素的像素参考电压同时提供到参考取样电容器及信号取样电容器;将所述参考取样电容器与所述像素解耦;将信号电压提供到所述信号取样电容器;以及将所述信号取样电容器与所述像素解耦。2.根据权利要求1所述的方法,其中将像素的像素参考电压同时提供到参考取样电容器及信号取样电容器包括:同时将所述参考取样电容器耦合到列读出线及将所述信号取样电容器耦合到所述列读出线。3.根据权利要求2所述的方法,其中将所述参考取样电容器及所述信号取样电容器同时耦合到所述列读出线会用所述像素的所述像素参考电压对所述参考取样电容器及所述信号取样电容器两者进行充电。4.根据权利要求1所述的方法,其中将所述信号电压提供到所述信号取样电容器包括:将所述像素的浮动扩散部耦合到所述像素的光电二极管;以及将所述浮动扩散部与所述光电二极管解耦。5.根据权利要求4所述的方法,其中所述光电二极管上的图像电荷由于所述耦合而被传送到所述浮动扩散部以在所述浮动扩散部上产生所述信号电压,且其中所述浮动扩散部上的所述信号电压经由源极跟随器晶体管耦合到所述信号取样电容器以用所述信号电压对所述信号取样电容器进行充电。6.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:将像素的源极跟随器晶体管耦合到列读出线,其中将所述源极跟随器晶体管耦合到所述列读出线会将所述信号电压的经放大表示从所述像素的浮动扩散部耦合到所述列读出线。7.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:将差分线耦合到所述参考取样电容器及所述信号取样电容器以将所述参考取样电容器上的所述参考电压及所述信号取样电容器上的所述信号电压提供到放大器;以及将所述差分线与所述参考取样电容器及所述信号取样电容器解耦。8.一种方法,其包括:用像素参考电压同时对参考取样电容器及信号取样电容器进行充电;用信号电压对所述信号取样电容器进行充电;以及将来自所述参考取样电容器的所述像素参考电压以及来自所述信号取样电容器的所述信号电压及所述像素参考电压提供到放大器。9.根据权利要求8所述的方法,其中用像素参考电压同时对参考取样电容器及信号取样电容器进行充电包括:经由参考取样开关将像素的所述像素参考电压耦合到所述参考取样电容器;以及经由信号取样开关将所述像素的所述像素参考电压耦合到所述信号取样电容器。10.根据权利要求8所述的方法,其中用像素参考电压同时对参考取样电容器及信号取样电容器进行充电...

【专利技术属性】
技术研发人员:代铁军尹晶王睿
申请(专利权)人:豪威科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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