图像传感器制造技术

图像传感器包括由光产生电荷的光电装置；使用预定的参考电压来产生复位电压的反馈装置；以及像素电路，其使用复位电压和电荷来产生像素电压，在第一周期期间使用反馈装置将复位电压设定为参考电压，并且在第二周期期间输出像素电压和复位电压。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器相关申请的交叉引用本申请要求2016年11月28日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2016-0159662的韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本专利技术构思涉及图像传感器。
技术介绍
基于半导体的图像传感器由接收的光产生电信号，并且可以包括具有多个像素的像素阵列和驱动像素阵列的电路。基于半导体的图像传感器已广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电视机以及相机。像素区域中的每个像素可以包括由具有不同颜色的光产生电荷的多个光电装置。然而，当图像传感器中的每个像素包括这些多个光电装置时，由图像传感器捕获的图像可能受到噪声的不利影响。
技术实现思路
本专利技术构思的至少一个示例性实施例可以提供能够最小化噪声分量的影响并精确地读出像素电压和复位电压的图像传感器。根据本专利技术构思的示例性实施例，图像传感器包括配置为由光产生电荷的光电装置；配置为使用预定的参考电压来产生复位电压的反馈装置；以及像素电路，配置为使用复位电压和电荷来产生像素电压，在第一周期期间使用反馈装置将复位电压设置为参考电压并且在第二周期期间输出像素电压和复位电压。根据本专利技术构思的示例性实施例，图像传感器包括：像素阵列，像素阵列包括沿着多条行线和多条列线布置的多个像素，多个像素中的每一个具有接收光并产生电荷的光电装置、产生复位电压的反馈装置以及使用电荷和复位电压来产生像素电压的像素电路；行驱动器，配置为通过在单个水平周期期间激活连接到多条行线中的第一行线的多个像素中的每一个中包括的反馈装置而将复位电压设置为预定的参考电压，并且在单个水平周期期间控制连接到与第一行线不同的第二行线的多个像素中每一个以输出像素电压和复位电压；以及采样电路，配置为在单个水平周期期间从连接到第二行线的多个像素中的每一个检测像素电压和复位电压。根据本专利技术构思的示例性实施例，图像传感器包括：像素阵列，像素阵列包括沿着多条行线和多条列线排列的多个像素；存储器装置，配置为存储从多个像素检测的复位电压；行驱动器，配置为在每个水平周期期间在多条行线中顺序地选择第一行线和第二行线；采样电路，配置为在选择第一行线时复位连接到第一行线的第一像素并从第一像素检测复位电压，并且在选择第二行线时从连接到第二行线的第二像素检测像素电压；以及运算电路，配置为计算从第二像素检测的像素电压与存储在存储器装置中的第二像素的复位电压之间的差。根据本专利技术构思的示例性实施例，提供了用于驱动图像传感器的驱动设备。驱动设备包括配置为驱动图像传感器的驱动电路。驱动电路在第一周期期间将施加到图像传感器的第一行的第一像素的复位电压设置为参考电压。驱动电路在第二周期期间输出复位电压和第一像素的第一像素电压。驱动电路在第一周期期间输出施加到图像传感器的第二行的第二像素的复位电压和第二像素的第二像素电压。附图说明结合附图，从以下详细描述中将更清楚地理解本专利技术构思，其中：图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像处理装置的框图；图2是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的透视图；图3和图4是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器中包括的像素的视图；图5A和5B是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器中包括的像素电路的电路图；图6是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器中包括的像素电路的电路图；图7是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的示意图；图8、图9A以及图9B是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的操作的视图；图10、图11A以及图11B是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器中包括的像素电路的操作的视图；图12、图13A和图13B是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器中包括的像素电路的操作的视图；图14A和14B是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的操作的视图；图15A和15B是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的操作的视图；图16是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器中包括的帧存储器的视图；图17至图20是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器中包括的像素电路的操作的视图；以及图21是根据本专利技术构思的示例性实施例的应用图像传感器的电子装置的视图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本专利技术构思的示例性实施例。图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像处理装置的框图。参考图1，根据示例性实施例的图像处理装置1包括像素阵列10、传感器电路20以及图像处理器30。像素阵列10包括沿着多条行线和多条列线布置的多个像素PX。多个像素PX中的每一个像素包括诸如光电二极管PD的光电装置，其接收光并由接收的光产生电荷。在本专利技术构思的示例性实施例中，多个像素PX中的每一个包括两个或更多个光电装置。在一个实施例中，包括在单个像素PX中的两个或多个光电装置接收具有不同颜色的光并由接收的光产生电荷。包含在单个像素PX中的两个或更多个光电装置可以交替堆叠。在示例性实施例中，多个像素PX中的每一个像素包括用于从由光电装置产生的电荷产生像素电压的像素电路。在示例性实施例中，像素电路包括多个晶体管。在单个像素PX包括两个或更多个光电装置的实施例中，每个像素PX包括两个或更多个像素电路，以便处理在两个或更多个光电装置中的每一个中产生的电荷。在第一光电装置和第二光电装置交替堆叠在单个像素PX中的示例性实施例中，像素电路包括连接到第一光电装置的第一像素电路和连接到第二光电装置的第二像素电路。第一像素电路产生第一像素电压，并且第二像素电路产生第二像素电压。第一像素电路和第二像素电路可以实现为具有不同结构的电路。在一个实施例中，传感器电路20包括行驱动器21、读出电路22和时序控制器23。传感器电路20可以根据由图像处理器30发送的命令来控制像素阵列10。行驱动器21可以根据由时序控制器23输入的命令来驱动像素阵列10的行线单元中的多个像素PX。在示例性实施例中，由行驱动器21从包括在像素阵列10中的行线中选择至少一条行线。读出电路22配置为从与由行驱动器21选择的至少一条行线连接的像素PX检测像素电压和复位电压，并生成图像数据。在示例性实施例中，将行驱动器21驱动像素阵列10的单条行线所需的时间量定义为水平周期。在一个实施例中，将行驱动器21驱动像素阵列10的所有行所需的总时间定义为帧周期。因此，在行线数为m(m为2以上的自然数)的实施例中，单个帧周期包括m个水平周期。在一个实施例中，读出电路22包括用于检测像素电压和复位电压的采样电路以及用于将检测到的电压转换为数字值的模拟-数字转换器(ADC)。在一个实施例中，采样电路包括相关双采样器(CDS)。CDS可以从连接到由行驱动器21选择的行线的像素PX检测像素电压和复位电压。时序控制器23可以由图像处理器30输入的命令来操作。图像处理器30可以使用时序控制器23来控制行驱动器21和读出电路22。此外，图像处理器30可以基于由读出电路22输出的图像数据来生成图像，并将图像输出到显示装置，或者将图像存储在诸如存储器装置的存储装置中。图2是根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器的透视图。参考图2，根据本专利技术构思的示例性实施例的图像传感器2包括像素阵列40、集成电路芯片50以及存储器60。像素阵列40包括多个像素P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：配置为由光产生电荷的光电装置；配置为使用预定的参考电压来产生复位电压的反馈装置；以及像素电路，配置为使用所述复位电压和所述电荷来产生像素电压，在第一周期期间使用所述反馈装置将所述复位电压设置为所述参考电压，并且在第二周期期间输出所述像素电压和所述复位电压。

【技术特征摘要】
2016.11.28 KR 10-2016-01596621.一种图像传感器，包括：配置为由光产生电荷的光电装置；配置为使用预定的参考电压来产生复位电压的反馈装置；以及像素电路，配置为使用所述复位电压和所述电荷来产生像素电压，在第一周期期间使用所述反馈装置将所述复位电压设置为所述参考电压，并且在第二周期期间输出所述像素电压和所述复位电压。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述像素电路包括第一选择晶体管和第二选择晶体管，在所述第一周期期间导通所述第一选择晶体管以将所述复位电压设置为所述参考电压，在所述第二周期期间导通所述第二选择晶体管以输出所述像素电压和所述复位电压。3.根据权利要求2所述的图像传感器，还包括在所述第二周期期间检测所述复位电压和所述像素电压的采样电路。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述采样电路由第一开关连接到所述第二选择晶体管，并且由第二开关接收所述参考电压。5.根据权利要求4所述的图像传感器，还包括连接到所述采样电路的输入端子中的至少一个的电容器。6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述采样电路在所述第一开关导通时检测所述像素电压，并且在所述第二开关导通时检测所述复位电压。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述采样电路在所述第二开关导通时检测所述参考电压作为所述复位电压。8.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述采样电路包括相关双采样器。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述采样电路由第一输入端子接收斜坡电压，并且由第二输入端子接收所述像素电压和所述复位电压中的一个。10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一周期和所述第二周期具有相同的持续时间，并且所述第二周期在所述第一周期之后发生。11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述第一周期的终点与所述第二周期的起点之间的时间差与所述光的强度成反比。12.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述反馈装置包括运算放大器，其中所述运算放大器包括连接到所述第一选择晶体管的反相输入端子和接收所述参考电压的非反相输入端子。13.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述像素电路包括累积所述电荷的浮动扩散节点，响应于复位控制信号将所述浮动扩散节点的电位设置为所述复位电压的复位晶体管以及根据所述浮动扩散节点的电位产生所述像素电压的驱动晶体管。14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中所述复位晶体管的漏极端子连接到所述反馈装置的输出端子，所述驱动晶体管的漏极端子连接到电源电压，并且所述驱动晶体管的源极端子连接到所述第一选择晶体管和所述第二选择晶体管。15.根据权利要求13所述的图像传感器，其中所述驱动晶体管是天然晶体管。16.根据权利要求1所述的图像传感器，包括多条行线、与所述多条行线相交的多条列线以及沿着所述多条行线和所述多条列线布置的多个像素，其中所述多个像素中的每一个包括所述光电装置、所述反馈装置以及所述像素电路。17.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述光电装置包括有机光电二极管和半导体光电二极管，并且所述像素电路连接到所述有机光电二极管。18.一种图像传感器，包括：像素阵列，包括沿着多条行线和多条列线布置的多个像素，所述多个像素中的每一个具有接收光并产生电荷的光电装置、产生复位电压的反馈装置以及使用所述电荷来产生像素电压的像素电路；行驱动器，配置为通过在单个水平周期期间激活连接到所述多条行线中的第一行线的所述多个像素中的每一个中包括的所述反馈装置来将所述复位电压设置为预定的参考电压，并且在所述单个水平周期期间控制连接到与所述第一行线不同的第二行线的所述多个像素中的每一个来输出所述像素电压和所述复位电压；以及采样电路，配置为在所述单个水平周期期间从连接到所述第二行线的所述多个像素中的每一个检测所述像素电压和所述复位电压。19.根据权利要求18所述的图像传感器，其中所述像素电路包括：累积所述电荷的浮动扩散节点；复位晶体管，响应于由所述行驱动器输入的复位控制信号，通过漏极端子接收由所述反馈装置输出的所述复位电压，并将所述浮动扩散节点的电位设定为所述复位电压；驱动晶体管，根据所述浮动扩散节点的电位来产生所述像素电压；连接到所述反馈装置并将所述复位电压设置为所述参考电压的第一选择晶体管；以及输出所述像素电压和所述复位电压的第二选择晶体管。20.根据权利要求19所述的图像传感器，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉珉墡，高京民，河相勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR