暗电流相关双采样器、图像传感器和暗电流补偿方法技术

本申请实施例提供了一种暗电流相关双采样器、图像传感器和暗电流补偿方法，包括：开关电路、n个第一电容器、m个第二电容器、积分电容器和运算放大器，n个第一电容器的电容值之和与m个第二电容器的电容值之和相等；n个第一电容器通过开关电路分别与n个有源像素的输出电压和运算放大器的反相输入端相连，m个第二电容器通过开关电路分别与m个暗像素的输出电压和反相输入端相连，积分电容器通过开关电路连接在反相输入端与运算放大器的输出端之间。能够通过暗电流相关双采样器直接实现有源像素的输出电压与暗像素的输出电压相减，以补偿有源像素中的暗电流。

Dark current correlation dual sampler, image sensor and dark current compensation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】暗电流相关双采样器、图像传感器和暗电流补偿方法
本申请实施例涉及CMOS图像传感器领域，并且更具体地，涉及一种暗电流相关双采样器、图像传感器和暗电流补偿方法。
技术介绍
互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)(CMOSImageSensor，CIS)暗电流是指光电二极管在反偏条件下，在暗环境时产生的反向电流。一般是由于载流子扩散运动、器件表面、内部缺陷以及有害杂质引起。因此暗电流的大小与温度密切相关，而且空间平面上分布可能存在不一致性和随机性。暗电流限制了图像传感器的灵敏度、动态范围和信噪比(SIGNAL-NOISERATIO，SNR)等等，因此需要进行暗电流补偿。现有技术中的暗电流补偿通过复杂的硬件电路来消除像素阵列中的暗电流。例如，在有源像素区域内设置一些暗像素，通过暗电流相关双采样器(CorrelatedDoubleSampling，CDS)分别采样有源像素和暗像素，并通过两个存储器分别存储CDS采样的有源像素和暗像素的输出电压，再经过可编程增益放大器(p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种暗电流相关双采样器，其特征在于，所述暗电流相关双采样器包括：开关电路、n个第一电容器、m个第二电容器、积分电容器和运算放大器，其中，所述n个第一电容器的电容值之和与所述m个第二电容器的电容值之和相等，n和m均为正整数；/n所述n个第一电容器通过所述开关电路分别与n个有源像素的输出电压和所述运算放大器的反相输入端相连，所述m个第二电容器通过所述开关电路分别与m个暗像素的输出电压和所述反相输入端相连，所述积分电容器通过所述开关电路连接在所述反相输入端与所述运算放大器的输出端之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种暗电流相关双采样器，其特征在于，所述暗电流相关双采样器包括：开关电路、n个第一电容器、m个第二电容器、积分电容器和运算放大器，其中，所述n个第一电容器的电容值之和与所述m个第二电容器的电容值之和相等，n和m均为正整数；
所述n个第一电容器通过所述开关电路分别与n个有源像素的输出电压和所述运算放大器的反相输入端相连，所述m个第二电容器通过所述开关电路分别与m个暗像素的输出电压和所述反相输入端相连，所述积分电容器通过所述开关电路连接在所述反相输入端与所述运算放大器的输出端之间。


2.根据权利要求1所述的暗电流相关双采样器，其特征在于，
在第一阶段，所述开关电路用于控制所述n个第一电容器和所述m个第二电容器进行充电，所述开关电路还用于控制所述积分电容器进行放电；
在第二阶段，所述开关电路用于控制所述n个第一电容器和所述m个第二电容器停止充电，并且控制所述n个第一电容器和所述m个第二电容器向所述积分电容器放电。


3.根据权利要求1或2所述的暗电流相关双采样器，其特征在于，所述n个第一电容器的电容值之和以及所述m个第二电容器的电容值之和分别与所述积分电容器的电容值之比为k/p，其中，k大于或等于p。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的暗电流相关双采样器，其特征在于，所述n个有源像素和所述m个暗像素构成像素阵列中的一个像素单元。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的暗电流相关双采样器，其特征在于，n为大于1的正整数。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的暗电流相关双采样器，其特征在于，所述开关电路包括第一开关组和第二开关组，
所述n个第一电容器的一端通过所述第一开关组与所述n个有源像素的输出电压以及通过所述第二开关组与共模电压相连，所述n个第一电容器的另一端通过所述第一开关组与所述共模电压相连以及通过所述第二开关组与所述反相输入端相连，所述m个第二电容器的一端通过所述第一开关组与所述m个暗像素的输出电压以及通过所述第二开关组与所述反相输入端相连，所述m个第二电容器的另一端与所述共模电压相连，所述积分电容器与所述第一开关组中的开关并联，所述运算放大器的正向输入端与所述共模电压相连。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的暗电流相关双采样器，其特征在于，所述开关电路包括第一开关组和第二开关组，
所述n个第一电容器的一端通过所述第一开关组与所述n个有源像素的输出电压以及通过所述第二开关组与所述反相输入端相连，所述n个第一电容器的另一端与共模电压相连，所述m个第二电容器的一端通过所述第一开关组与所述m个暗像素的输出电压以及通过所述第二开关组与所述共模电压相连，所述m个第二电容器的另一端通过所述第一开关组与所述共模电压以及通过所述第二开关组与所述反相输入端相连，所述积分电容器与所述第一开关组中的开关并联，所述运算放大器的正向输入端与所述共模电压相连。


8.根据权利要求6或7所述的暗电流相关双采样器，其特征在于，
在第一阶段，所述第一开关组闭合，所述第二开关组断开；
在第二阶段，所述第一开关组断开，所述第二开关组闭合。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的暗电流相关双采样器，其特征在于，所述n个有源像素和所述m个暗像素中的任一像素包括光电二极管、传输管、复位开关管、源跟随输入管以及选通开关管；
其中，不同强度的光照在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王程左，詹昶，
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