图像传感电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种图像传感电路和图像传感电路的控制方法。所述图像传感电路包含像素阵列以及处理电路。所述像素阵列包括一像素，所述像素包括光电转换单元、第一处理单元及第二处理单元。所述第一处理单元耦接于所述光电转换单元，用于接收所述电信号，并产生像素输出。所述第二处理单元用于接收参考信号，并产生参考输出，其中所述参考输出携带有噪声干扰信息。所述处理电路耦接于所述像素，用以根据所述像素输出和所述参考输出产生一传感输出。所述图像传感电路具有良好降噪质量和高占比的有效像素区。

Image sensing circuit and control method thereof

The invention discloses a control method for an image sensing circuit and an image sensing circuit. The image sensing circuit includes a pixel array and a processing circuit. The pixel array comprises a pixel comprising a photoelectric conversion unit, a first processing unit and a second processing unit. The first processing unit is coupled to the photoelectric conversion unit for receiving the electrical signal and generating a pixel output. The second processing unit receives a reference signal and generates a reference output, wherein the reference output carries noise interference information. The processing circuit is coupled to the pixel for generating a sensing output according to the pixel output and the reference output. The image sensing circuit has an effective pixel area with good noise reduction quality and high occupancy ratio.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像传感电路及其控制方法
本专利技术涉及图像传感，尤其涉及一种可减少行噪声干扰的图像传感电路及其相关的图像传感电路的控制方法。
技术介绍
为了减少像素阵列中的行噪声(rownoise)干扰，现有的图像传感器会利用主动降噪(activenoisecancellation，ANC)来提升成像质量。然而，由于主动降噪需要大量的伪像素(dummypixel)才能得到良好的降噪质量，从而降低了有效像素(effectivepixel)在像素阵列中所占的比例。此外，主动降噪需要复杂的后续数字信号处理，以将有源像素(activepixel)的输出扣除伪像素的输出，导致系统耗电量增加。再者，受到工艺波动的影响，主动降噪仅止于尝试扣除一行伪像素(arowofdummypixels)中的平均噪声，并无法针对个别像素所受到的噪声进行降噪处理。因此，需要一种创新的图像传感结构，其可针对个别像素所受到的噪声进行降噪，并且具有高占比的有效像素区以及简化运算复杂度。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于公开一种可减少行噪声干扰的图像传感电路及其相关的图像传感电路的控制方法，来解决上述问题。本专利技术的一实施例公开了一种图像传感电路。所述图像传感电路包含像素阵列以及处理电路。所述像素阵列包括一像素，所述像素包括光电转换单元、第一处理单元及第二处理单元。所述第一处理单元耦接于所述光电转换单元，用于接收所述电信号，并产生像素输出。所述第二处理单元用于接收参考信号，并产生参考输出，其中所述参考输出携带有噪声干扰信息。所述处理电路耦接于所述像素，用以根据所述像素输出和所述参考输出产生一传感输出。本专利技术的一实施例公开了一种图像传感电路。所述图像传感电路包含像素阵列以及处理电路。所述像素阵列具有排列为多行与多列的多个像素。所述多个像素包含第一像素以及第二像素。所述第一像素所述第一像素包括第一光电转换单元、第一处理单元及第二处理单元。所述第一光电转换单元用以将光信号转换为第一电信号。所述第一处理单元耦接于所述第一光电转换单元，用于接收所述第一电信号，并产生第一像素输出。所述第二处理单元用于接收参考信号，并产生第一参考输出，其中所述第一参考输出携带有噪声干扰信息。所述第二像素与所述第一像素设置在相邻行或相邻列。所述第二像素包括第二光电转换单元，用以将所述光信号转换为第二电信号；其中，所述第二像素与所述第一像素共享所述第一处理单元和所述第二处理单元中的至少部分元件，以产生第二像素输出和第二参考输出。所述处理电路耦接于所述多个像素，用以依据所述第一像素输出和所述第一参考输出产生第一传感输出，以及依据所述第二像素输出和所述第二参考输出产生第二传感输出。本专利技术的一实施例公开了一种图像传感电路的控制方法。所述控制方法包含以下步骤：在浮动扩散节点接收电信号之前，复位所述浮动扩散节点，并同时复位参考节点；放大所述浮动扩散节点上的像素信号以产生像素输出；放大所述参考节点上的参考信号以产生参考输出；以及利用一处理电路依据所述像素输出和所述参考输出产生一传感输出。附图说明图1是本专利技术一图像传感器的一实施例的功能方框示意图。图2绘示了图1所示的多个像素中的至少一像素的一实施例的示意图。图3绘示了图1所示的多个像素中的至少一像素的一实施例的示意图。图4绘示了图1所示的处理电路的至少一部份的一实施例的示意图。图5绘示了图3所示的像素和图4所示的处理电路所涉及的操作时序的一实施例的示意图。图6绘示了图1所示的处理电路的至少一部份的另一实施例的示意图。图7绘示了图3所示的像素和图6所示的处理电路所涉及的操作时序的一实施例的示意图。图8绘示了与图3所示的像素相邻的一像素的一实施例的示意图。图9绘示了与图3所示的像素相邻的多个像素的一实施例的示意图。图10是本专利技术图像传感电路的控制方法的一实施例的流程图。其中，附图标记说明如下：100图像传感电路102像素阵列110控制电路120、420、620处理电路201、301、801、P11-PMK像素230光电转换单元240第一处理单元250第二处理单元422、628差分放大器622列相关双采样及双三角采样电路623第一缓冲放大器624第二缓冲放大器626可编程增益放大及数模转换电路1002、1004、1006、1008、1010步骤PD、PDA、PDR、PDC1、PDC2光电二极管MT、MTA、MTR、MTC1、MTC2传输晶体管MRP第一复位晶体管MRD第二复位晶体管MFP第一放大晶体管MFD第二放大晶体管MSP第一选择晶体管MSD第二选择晶体管FN浮动扩散节点RN参考节点OUTP像素信号输出端OUTD参考信号输出端SRP1-SRP3、SRD1-SRD3、SSP1-SSP3、SSD1-SSD3、开关SL1-SL8、SK1-SK6、SQ1、SQ2CRP1、CRP2第一复位电容CRD1、CRD2第二复位电容CSP1、CSP2第一信号电容CSD1、CSD2第二信号电容IT1、IT3第一放大输入端IT2、IT4第二放大输入端OT1、OT3第一放大输出端OT2、OT4第二放大输出端CS1第一可变电容CS2第二可变电容CF1第三可变电容CF2第四可变电容TX、TXA、TXR、TXC1、TXC2传输信号RST复位信号POP像素输出POD参考输出LS光信号ES电信号FS像素信号RS参考信号SEL选择信号VPR像素处理信号VDR参考处理信号VPS像素采样信号VDS参考采样信号Vnr第一噪声信号成分Vns第二噪声信号成分Vrst第一像素信号成分Vsig第二像素信号成分Vd参考信号成分VC参考电压CKR第一控制信号CKS第二控制信号CL第三控制信号CK1第四控制信号CK2第五控制信号T1、T2、T3、T4、T5、t1、t2、t3、t4、时间点t5、t6PHR1、PHR2复位阶段PHS1、PHS2采样阶段PHP1、PHP2处理阶段Vout传感输出R1、R2行C1、C2列具体实施方式在说明书及之前的权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及之前的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及之前的权利要求书当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此包含任何直接和间接的电连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电连接于所述第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电连接到所述第二装置。图1是本专利技术一图像传感器的一实施例的功能方框示意图。图像传感器100可包含(但不限于)一像素阵列102、一控制电路110以及一处理电路120，其中像素阵列102包含排列成M行与N列的多个像素(或像素单元/电路)P11-PMN，M和N均为大于1的正整数。控制电路110耦接于像素阵列102，用以控制像素阵列102中各像素相关的传感操作，诸如电荷转移、信号复位、信号放大和/或读出操作。在此实施例中，各像素用以进行一图像传感操作，从而产生挟带光电转换信息的一像素输出以及产生(或同时产生)携带噪声干扰信息的参考输出，其中所述参考输出所携带的噪声干扰信息是所述像素输出受到的噪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感电路，其特征在于，包含：像素阵列，包括一像素，所述像素包括：光电转换单元，用以将光信号转换为电信号；第一处理单元，耦接于所述光电转换单元，用于接收所述电信号，并产生像素输出；以及第二处理单元，用于接收参考信号，并产生参考输出，其中所述参考输出携带有噪声干扰信息；以及处理电路，耦接于所述像素，用以根据所述像素输出和所述参考输出产生一传感输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图像传感电路，其特征在于，包含：像素阵列，包括一像素，所述像素包括：光电转换单元，用以将光信号转换为电信号；第一处理单元，耦接于所述光电转换单元，用于接收所述电信号，并产生像素输出；以及第二处理单元，用于接收参考信号，并产生参考输出，其中所述参考输出携带有噪声干扰信息；以及处理电路，耦接于所述像素，用以根据所述像素输出和所述参考输出产生一传感输出。2.如权利要求1所述的图像传感电路，其特征在于，所述参考输出携带的噪声干扰信息是所述像素输出受到的噪声干扰的复制品。3.如权利要求1所述的图像传感电路，其特征在于，所述处理电路根据所述像素输出和所述参考输出的相减结果产生所述传感输出。4.如权利要求1所述的图像传感电路，其特征在于，所述第一处理单元包括：浮动扩散节点，耦接于所述光电转换单元，用以接收所述电信号；第一复位晶体管，耦接于所述浮动扩散节点，用以在所述浮动扩散节点接收所述电信号之前，复位所述浮动扩散节点；以及第一放大晶体管，耦接于所述浮动扩散节点，用以放大所述浮动扩散节点上的像素信号以产生所述像素输出。5.如权利要求4所述的图像传感电路，其特征在于，所述第二处理单元包括：参考节点，用以接收所述参考信号，所述参考节点未耦接于所述光电转换单元；第二复位晶体管，耦接于所述参考节点，用以在所述第一复位晶体管复位所述浮动扩散节点时，复位所述参考节点；以及第二放大晶体管，耦接于所述参考节点，用以放大所述参考节点上的参考信号以产生所述参考输出。6.如权利要求5所述的图像传感电路，其特征在于，所述第一复位晶体管和所述第二复位晶体管共同由一复位信号所控制。7.如权利要求5所述的图像传感电路，其特征在于，所述第一处理单元还包括：像素信号输出端，耦接于所述处理电路，用以将所述像素输出提供至所述处理电路；以及第一选择晶体管，耦接于所述第一放大晶体管与所述像素信号输出端之间，用以将所述像素输出选择性地耦接到所述像素信号输出端；以及所述第二处理单元还包括：参考信号输出端，耦接于所述处理电路，用以将所述参考输出提供至所述处理电路；以及第二选择晶体管，耦接于所述第二放大晶体管与所述参考信号输出端之间，用以在所述第一选择晶体管将所述像素输出耦接到所述像素信号输出端时，将所述参考输出耦接到所述参考信号输出端。8.如权利要求7所述的图像传感电路，其特征在于，所述第一选择晶体管和所述第二选择晶体管共同由一选择信号所控制。9.如权利要求5所述的图像传感电路，其特征在于，当所述图像传感电路操作在一复位阶段时，所述第一复位晶体管复位所述浮动扩散节点，所述第一放大晶体管放大所述像素信号以产生作为所述像素输出的第一部份的像素处理信号，所述第二复位晶体管复位所述参考节点，所述第二放大晶体管放大所述参考信号以产生作为所述参考输出的第一部份的参考处理信号；当所述图像传感电路操作在一采样阶段时，所述浮动扩散节点接收所述电信号，所述第一放大晶体管放大所述像素信号以产生作为所述像素输出的第二部份的像素采样信号，所述第二放大晶体管放大所述参考信号以产生作为所述参考输出的第二部份的参考采样信号；所述处理电路在一处理阶段根据所述像素处理信号与所述参考处理信号的相减结果以及所述像素采样信号与所述参考采样信号的相减结果，产生所述传感输出。10.如权利要求9所述的图像传感电路，其特征在于，所述处理电路包含：差分放大器，具有第一放大输入端、第二放大输入端、第一放大输出端以及第二放大输出端；第一复位电容，用以在所述复位阶段耦接于所述像素信号输出端与参考电压之间，以及在所述处理阶段耦接于所述第一放大输入端与所述第一放大输出端之间；第一信号电容，用以在所述采样阶段耦接于所述像素信号输出端与所述参考电压之间，以及在所述处理阶段耦接于所述第二放大输入端与所述第二放大输出端之间；第二复位电容，用以在所述复位阶段耦接于所述参考信号输出端与所述参考电压之间，以及在所述处理阶段耦接于所述第二放大输入端与所述第二放大输出端之间；以及第二信号电容，用以在所述采样阶段耦接于所述参考信号输出端与所述参考电压之间，以及在所述处理阶段耦接于所述第一放大输入端与所述第一放大输出端之间。11.如权利要求5所述的图像传感电路，其特征在于，还包含：与所述像素相邻的至少另一像素，所述至少另一像素与所述像素共享所述浮动扩散节点、所述参考节点，所述第一复位晶体管、所述第二复位晶体管、所述第一放大晶体管以及所述第二放大晶体管中的至少一个。12.如权利要求1所述的图像传感电路，其特征在于，所述光电转换单元包含：光电二极管，用以传感所述光信号以产生所述电信号；以及传输晶体管，耦接于所述光电二极管与所述浮动扩散节点之间，用以选择性地将所述电信号传输到所述浮动扩散节点。13.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾千鉴，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44