图像传感器以及系统技术方案

本实用新型专利技术涉及图像传感器以及系统。本实用新型专利技术的一个目的是提供图像传感器以及系统。该图像传感器包括：像素阵列内的有源像素，其中所述有源像素响应于接收到入射光而生成图像信号；电源，所述电源耦接到所述有源像素并且向所述有源像素提供电源电压信号，其中所述电源电压信号具有第一噪声分量；以及升压器电路，所述升压器电路耦接到所述有源像素并且提供用于所述有源像素内的晶体管的控制信号，其中所述控制信号具有作为所述第一噪声分量的反相版本的第二噪声分量。一个实施例已经解决了技术问题中的至少一个并且实现了本实用新型专利技术的相应的有利效果。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器以及系统
本技术整体涉及成像设备，并且更具体地，涉及具有电源噪声抑制能力的成像设备。
技术介绍
图像传感器常在电子设备，诸如，移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型布置方式中，电子设备设置有被布置成像素行和像素列的图像像素阵列。通常将电路耦接到各个像素列用于读出来自图像像素的模拟图像信号。电源(例如，电压源)用于向图像像素提供电源电压以驱动任何相关电路。稳压器电路可用于向图像像素分发并提供电力，但此类具有单个稳压器电路的配置可能需要高输入供电电压，这是不合需要的。升压器电路可与稳压器电路组合使用以降低输入供电电压。然而，在升压器电路的提供功率增量(例如，供应对应电压)的能力与输出噪声之间存在折衷。换句话说，当升压器电路生成高电压时，高电压通常包括大噪声分量。因为升压器电路的输出噪声传播通过图像像素内的电路，所以电源噪声对应于升压器电路的输出噪声。为了满足图像像素的功率需求，升压器电路产生大量电源噪声。由稳压器与升压器电路组合产生并且供应到图像像素的电源噪声对图像传感器的操作有害。因此，将希望能够提供具有电源噪声抑制能力的成像设备。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供图像传感器以及系统。根据本技术的一个方面，提供有一种图像传感器。该图像传感器包括：像素阵列内的有源像素，其中所述有源像素响应于接收到入射光而生成图像信号；电源，所述电源耦接到所述有源像素并且向所述有源像素提供电源电压信号，其中所述电源电压信号具有第一噪声分量；以及升压器电路，所述升压器电路耦接到所述有源像素并且提供用于所述有源像素内的晶体管的控制信号，其中所述控制信号具有作为所述第一噪声分量的反相版本的第二噪声分量。优选地，所述升压器电路包括：运算放大器，所述运算放大器具有第一输入端子、第二输入端子以及输出端子；第一电容器，所述第一电容器耦接在所述第一输入端子与提供电源电压的第一电源之间；第二电容器，所述第二电容器耦接在所述第二输入端子与接地电压端子之间；以及第三电容器，所述第三电容器耦接在所述第一输入端子与所述输出端子之间。优选地，所述升压器电路进一步包括：具有滤波电阻的第一开关，所述第一开关与所述第三电容器串联耦接；以及第二开关，所述第二开关耦接在所述运算放大器的所述第一输入端子与所述输出端子之间。优选地，所述图像传感器还包括：行驱动电路，其中所述升压器电路经由所述行驱动电路耦接到所述有源像素，其中所述行驱动电路将所述控制信号直接提供到所述晶体管，并且其中所述行驱动电路包括：具有固有电阻的第三开关，所述第三开关耦接在所述有源像素内的所述晶体管与所述升压器电路内的所述运算放大器之间；以及具有寄生电容的寄生电容器，所述寄生电容器耦接在所述晶体管与额外的接地电压端子之间。优选地，所述有源像素包括：光敏区；浮动扩散区；转移晶体管，所述转移晶体管耦接在所述光敏区与所述浮动扩散区之间；源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管将所述浮动扩散区耦接到输出线；以及额外电源，所述额外电源向所述浮动扩散区提供重置电压电平，其中重置晶体管将所述额外电源耦接到所述浮动扩散区。优选地，所述有源像素进一步包括：寄生电容器，所述寄生电容器耦接在所述浮动扩散区与提供所述电源电压信号的所述电源之间，其中所述第一噪声分量传播通过所述寄生电容器到达所述浮动扩散区。优选地，来自所述控制信号的所述第二噪声分量传播通过所述重置晶体管到达所述浮动扩散区，其中所述第二噪声分量与所述第一噪声分量求和以消除所述浮动扩散区处的所述第一噪声分量，其中所述第一噪声分量在任何给定时间具有第一振幅，并且其中所述第二噪声分量在相同给定时间具有与所述第一振幅相反的第二振幅。根据本技术的一个方面，提供有一种系统。该系统包括：中央处理单元；存储器；透镜；输入-输出电路；布置成行和列的图像传感器像素阵列，其中所述透镜将图像光聚焦到所述图像传感器像素阵列上，其中所述图像传感器像素被配置为响应于所述图像光而生成模拟图像信号，其中所述图像传感器像素阵列内的给定图像传感器像素生成具有噪声的给定模拟图像信号；以及升压器电路，所述升压器电路耦接到所述给定像素以向所述给定像素提供用于所述给定像素内的晶体管的控制信号，其中所述控制信号包括用于去除所述给定模拟图像信号内的所述噪声的噪声消除信号。优选地，所述升压器电路能够以选自包括以下各项的组的操作模式进行操作：第一操作模式，所述第一操作模式生成包括用于去除所述噪声的所述噪声消除信号的所述控制信号；以及第二操作模式，所述第二操作模式生成没有用于去除所述噪声的所述噪声消除信号的所述控制信号。优选地，所述图像传感器像素阵列包括被屏蔽图像光的参考像素，并且所述参考像素耦接到所述升压器电路并且向所述升压器电路提供参考信号，以便生成所述噪声消除信号。一个实施例已经解决了技术问题中的至少一个并且实现了本技术的相应的有利效果。附图说明图1为根据实施方案的示例性电子设备的示意图，该电子设备具有图像传感器和处理电路用于使用图像像素阵列捕获图像。图2为根据实施方案的耦接到升压器电路的示例性像素阵列的示意图。图3为根据实施方案的示例性图像像素的电路图。图4为根据实施方案的具有噪声消除信号作为用于抵消电源噪声的输入的图3所示的类型的示例性图像像素的电路图。图5为根据实施方案的用于操作具有噪声消除信号作为输入的图4所示的类型的图像像素的示例性时序图。图6为根据实施方案的在开环实施方式中的耦接到图4所示的类型的图像像素的示例性升压器电路的电路图。图7为根据实施方案的用于操作图6所示的类型的升压器电路的示例性时序图。图8为根据实施方案的在闭环实施方式中的耦接到图4所示的类型的图像像素的示例性升压器电路的电路图。图9为根据本技术的实施方案的可采用图1至图8的一些实施方案的处理器系统的框图。具体实施方式电子设备，诸如，数字相机、计算机、移动电话和其他电子设备可包括图像传感器，所述图像传感器收集入射光以捕获图像。图像传感器可包括图像像素阵列。图像传感器中的像素可包括光敏元件，诸如，将入射光转换为图像信号的光电二极管。图像传感器可具有任何数量(如，数百或数千或更多)的像素。典型的图像传感器可例如具有数十万或数百万像素(如，数兆像素)。图像传感器可包括控制电路(诸如，用于操作图像像素的电路)和用于读出图像信号的读出电路，所述图像信号与光敏元件所生成的电荷相对应。图1为示例性成像系统(诸如，电子设备)的示意图，该成像系统使用图像传感器捕获图像。图1的电子设备10可为便捷式电子设备，诸如相机、移动电话、平板计算机、网络相机、摄像机、视频监控系统、汽车成像系统、具有成像能力的视频游戏系统或者捕获数字图像数据的任何其他所需成像系统或设备。相机模块12可用于将入射光转换成数字图像数据。相机模块12可包括一个或多个透镜14以及一个或多个对应的图像传感器16。透镜14可包括固定透镜和/或可调透镜，并且可包括形成于图像传感器16的成像表面上的微透镜。在图像捕获操作期间，可通过透镜14将来自场景的光聚焦到图像传感器16上。图像传感器16可包括用于将模拟像素数据转换成待提供给存储和处理电路18的对应的数字图像数据的电路。如果需要，相机模块12可设置有透镜14的阵列和对应图像传感器16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：像素阵列内的有源像素，其中所述有源像素响应于接收到入射光而生成图像信号；电源，所述电源耦接到所述有源像素并且向所述有源像素提供电源电压信号，其中所述电源电压信号具有第一噪声分量；以及升压器电路，所述升压器电路耦接到所述有源像素并且提供用于所述有源像素内的晶体管的控制信号，其中所述控制信号具有作为所述第一噪声分量的反相版本的第二噪声分量。

【技术特征摘要】
2016.09.12 US 15/262,1461.一种图像传感器，包括：像素阵列内的有源像素，其中所述有源像素响应于接收到入射光而生成图像信号；电源，所述电源耦接到所述有源像素并且向所述有源像素提供电源电压信号，其中所述电源电压信号具有第一噪声分量；以及升压器电路，所述升压器电路耦接到所述有源像素并且提供用于所述有源像素内的晶体管的控制信号，其中所述控制信号具有作为所述第一噪声分量的反相版本的第二噪声分量。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述升压器电路包括：运算放大器，所述运算放大器具有第一输入端子、第二输入端子以及输出端子；第一电容器，所述第一电容器耦接在所述第一输入端子与提供电源电压的第一电源之间；第二电容器，所述第二电容器耦接在所述第二输入端子与接地电压端子之间；以及第三电容器，所述第三电容器耦接在所述第一输入端子与所述输出端子之间。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述升压器电路进一步包括：具有滤波电阻的第一开关，所述第一开关与所述第三电容器串联耦接；以及第二开关，所述第二开关耦接在所述运算放大器的所述第一输入端子与所述输出端子之间。4.根据权利要求3所述的图像传感器，还包括：行驱动电路，其中所述升压器电路经由所述行驱动电路耦接到所述有源像素，其中所述行驱动电路将所述控制信号直接提供到所述晶体管，并且其中所述行驱动电路包括：具有固有电阻的第三开关，所述第三开关耦接在所述有源像素内的所述晶体管与所述升压器电路内的所述运算放大器之间；以及具有寄生电容的寄生电容器，所述寄生电容器耦接在所述晶体管与额外的接地电压端子之间。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述有源像素包括：光敏区；浮动扩散区；转移晶体管，所述转移晶体管耦接在所述光敏区与所述浮动扩散区之间；源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管将所述浮动...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木和寿，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US