暗区次像素制造技术

本发明专利技术提出一种暗区次像素，适于用于一图像像素，该暗区次像素包含：一第一电流传导元件，一第一开关及一第一电容，彼此在一供应电源与一参考电压位准之间串联；一第一晶体管及一第二开关，彼此在该供应电源与一共同输出节点之间串联，该第一晶体管所具有的一控制端与该第一电容的一高电压端耦接；一第二电流传导元件，一第三开关及一第二电容，彼此在该供应电源与该参考电压位准之间串联；一第二晶体管及一第四开关，彼此在该供应电源与该共同输出节点之间串联，该第二晶体管所具有的一控制端与该第二电容的一高电压端耦接；以及一第三电流传导元件，与该共同输出节点耦接。

Dark sub pixel

The invention provides a dark area sub-pixel suitable for an image pixel. The dark area sub-pixel comprises a first current conducting element, a first switch and a first capacitor, which are connected in series with each other between a supply power source and a reference voltage level, and a first transistor and a second switch which are in common with each other in the supply power supply. A control terminal of the first transistor is coupled to a high voltage terminal of the first capacitor in series with an output node; a second current conducting element, a third switch and a second capacitor are connected in series with each other between the supply power and the reference voltage level; and a second transistor and a fourth switch are connected with each other in the same circuit. The supply power is in series with the common output node, and a control end of the second transistor is coupled to a high voltage end of the second capacitor, and a third current conducting element is coupled to the common output node.

【技术实现步骤摘要】
暗区次像素本申请是2015年7月8日提交的申请号为201510397554.4、专利技术名称为“抗供应电源噪声的图像像素与相关暗区次像素及控制方法”之申请的分案申请。
本专利技术涉及一种抗供应电源噪声的图像像素与相关暗区次像素及控制方法；特别是指一种通过图像像素所包含的暗区次像素保有供应电源信息的能力，而不易受到供应电源的噪声的影响的图像像素。
技术介绍
请参考图1。图1显示一现有技术的图像像素的示意图。现有技术的图像像素10包含多个亮区次像素(lightnode，LN)101和多个暗区次像素(darknode，DN)102。亮区次像素(LN)101和暗区次像素(DN)102彼此排列成一例如但不限于为30μmX30μm的矩阵，其中，暗区次像素102排列在整个矩阵的一边，以便增加此矩阵的填充因子(fillfactor)。一个暗区次像素102和其他多个亮区次像素101位于同一列。一般而言，现有技术的图像像素10的操作包括三个操作阶段，包括：一重置阶段(resetphase)、一快门阶段(shutterphase)及一读出阶段(readoutphase)。重置阶段重置储存于次像素的电荷。快门阶段将像素曝光。读出阶段会取样两个样本：样本1和样本2。样本1是用以处理光讯号，该光讯号可以下列方式表示：(DN-LN)Sample1。意即，从暗区次像素102获得的信息减去从亮区次像素101获得的信息。样本2是用以处理重置讯号，该重置讯号可以下列方式表示：(DN-LN)Sample2。现有技术的图像像素10的讯号可以通过将重置讯号减去光讯号而获得，该讯号可以下列方式表示：图像像素10的讯号＝(DN-LN)Sample1―(DN-LN)Sample2。至于读出阶段，每一亮区次像素101皆会依序执行读出阶段。也就是说，在其中一个亮区次像素101及与这个亮区次像素101相对应的暗区次像素102被读出之后“意即：它们皆取样了两个样本(样本1和样本2)”，下一个亮区次像素101及与这次的亮区次像素101相对应的暗区次像素102会被读出。请参考图2A与图2B。图2A显示在重置阶段的一现有技术的亮区次像素的示意图。图2B显示在重置阶段的一现有技术的暗区次像素的示意图。在重置阶段内，亮区次像素101所具有的一电容C0和暗区次像素102所具有的一电容C1会被重置(reset)(分别经由开关LS2和开关DS2与供应电源相连，同时，开关LS1，LS3，LS4，DS1，DS3和DS4却是被断路的)，如此一来，供应电源信息V1被储存于电容C1(图2B)且电容C0的电压V0(图2A)相等于V1。也就是说，在重置阶段内，电容C1的电压V1被重置以致于电压V1是对应于供应电源且电容C0的电压V0被重置至V1。请参考图3A与图3B。图3A显示在快门阶段的一现有技术的亮区次像素的示意图。图3B显示在快门阶段的一现有技术的暗区次像素的示意图。在快门阶段内，开关LS2和开关DS2是断路的；开关LS3是通路的，同时开关DS3却是维持断路的。其他的开关皆是维持断路的。亮区次像素101的电容C0根据对光线的反应执行一电压嵌入的动作，以此产生一嵌入电压(integratedvoltage)Vint(如图3A所示)。同时，储存于暗区次像素102的电容C1中的供应电源信息V1维持相同。嵌入电压Vint不等于供应电源信息V1，而二者之间的差异与曝光有关。请参考图4A与图4B。图4A显示，在读出阶段的第一取样阶段(样本1)，一现有技术的亮区次像素的示意图。图4B显示，在读出阶段的第一取样阶段，一现有技术的暗区次像素的示意图。如上所述，样本1是用以处理光讯号，而该光讯号可以下列方式表示：(DN-LN)Sample1。根据图3A-3B，亮区次像素101的电容C0的电压的值是“Vint”，且，储存于暗区次像素102的电容C1中的供应电源信息的值是“V1”。因此，在处理样本1的阶段内，通过使开关LS4和DS4呈现通路，可以获得一差异讯号，其中此差异讯号为供应电源信息Vint和V1之间的差异。且，一模拟数字转换器(ADC，图中未示)经由晶体管LM1和DM1所形成的一源极随耦器效应而接收这二个讯号。其中，在假设源极随耦器LM1和DM1的增益皆为相同的情况下，此模拟数字转换器的输入等于(V1-Vint)乘以源极随耦器的增益(gain)。请参考图5A与图5B。图5A显示，在读出阶段的第二取样阶段(样本2)，一现有技术的亮区次像素的示意图。图5B显示，在读出阶段的第二取样阶段，一现有技术的暗区次像素的示意图。如上所述，样本2是用以处理重置讯号，该重置讯号可以下列方式表示：(DN-LN)Sample2。根据图5A-5B，开关LS2和DS2又再一次地呈现通路，以重置电容C0和电容C1。理想情况下，在处理样本2的阶段内，电容C0和电容C1的电压应该要被重置至与供应电源信息V1相同的位准。然而，实际的情况却是，电容C0和电容C1的电压会被重置至一个不同于V1的值，也就是会被重置至如图5A-5B所示的电压“V2”。造成这样的变化的其中一项原因乃是因为供应电源有噪声的产生。结果，在下一个亮区次像素101的处理样本1的阶段内，模拟数字转换器的输入等于(V2-Vint)乘以源极随耦器的增益，而非等于(V1-Vint)乘以源极随耦器的增益。因此，由于电容C0和电容C1的电压不总是被重置至相同的供应电源的电压位准，计算式“(DN-LN)Sample1―(DN-LN)Sample2”的计算结果在不同的亮区次像素之间都不相同。最糟的情况下，模拟数字转换器的输出的误差可能会高达5LSB。承上所述，在现有技术的图像像素10中，由于暗区次像素102的排列为一整行的次像素，因而造成一个暗区次像素102和其他多个亮区次像素101位于同一列(如图1所示)，因此，在位于第一行的所有亮区次像素101皆被读出之后，所有的暗区次像素102皆会被重置，故此造成供应电源信息的遗失。故，现有技术的图像像素10十分容易受到供应电源的噪声的影响。有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的不足，提出一种不易受到供应电源的噪声的影响的图像像素及用于该图像像素的暗区次像素。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种抗供应电源噪声的图像像素与相关暗区次像素及控制方法，其图像像素和用于图像像素的暗区次像素均不易受到供应电源的噪声的影响。为达上述目的，就其中一观点言，本专利技术提供了一图像像素，包含：多个亮区次像素(lightnode)，所述亮区次像素彼此排列成一矩阵并且自一供应电源接受一电力；以及至少一暗区次像素(darknode)，其中该暗区次像素包括：一第一电荷储存单元，与该供应电源耦接，用以在一第一时间内储存一与该供应电源相关的第一供应电源信息；一第二电荷储存单元，与该供应电源耦接，用以在一第二时间内储存一与该供应电源相关的第二供应电源信息；以及一信息输出单元，同时与该第一电荷储存单元及该第二电荷储存单元耦接，用以输出一与该第一供应电源信息相关的第一样本讯号或一与该第二供应电源信息相关的第二样本讯号；其中，在该第二时间内以及当该第二样本讯号自该信息输出单元被输出时，该第一电荷储存单元中的该第一供应电源信息维持不变。在一种较佳的实施型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一暗区次像素，适于用于一图像像素，其特征在于，该暗区次像素包含：一第一电流传导元件，一第一开关及一第一电容，彼此在一供应电源与一参考电压位准之间串联；一第一晶体管及一第二开关，彼此在该供应电源与一共同输出节点之间串联，该第一晶体管所具有的一控制端与该第一电容的一高电压端耦接；一第二电流传导元件，一第三开关及一第二电容，彼此在该供应电源与该参考电压位准之间串联；一第二晶体管及一第四开关，彼此在该供应电源与该共同输出节点之间串联，该第二晶体管所具有的一控制端与该第二电容的一高电压端耦接；以及一第三电流传导元件，与该共同输出节点耦接。

【技术特征摘要】
2014.10.21 US 14/519,3341.一暗区次像素，适于用于一图像像素，其特征在于，该暗区次像素包含：一第一电流传导元件，一第一开关及一第一电容，彼此在一供应电源与一参考电压位准之间串联；一第一晶体管及一第二开关，彼此在该供应电源与一共同输出节点之间串联，该第一晶体管所具有的一控制端与该第一电容的一高电压端耦接...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂瑞玲，林炜绩，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71