图像传感器以及图像传感方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器以及图像传感方法。图像传感器包括第一像素电路、第二像素电路、斜坡信号产生电路、比较器以及信号处理电路。第一像素电路具有第一浮动扩散节点。第二像素电路具有第二浮动扩散节点。在暗阳检测期间中，斜坡信号产生电路分别提供第一斜坡信号以及第二斜坡信号至第一像素电路的第一浮动扩散节点以及第二像素电路的第二浮动扩散节点。比较器接收第一浮动扩散节点的第一节点电压以及第二浮动扩散节点的第二节点电压，并且信号处理电路根据比较器是否被触发以输出输出信号，以及决定是否覆写对应于传感信号的数字值。本发明专利技术的图像传感器以及图像传感方法，可有效解决图像传感器的暗阳效应。可有效解决图像传感器的暗阳效应。可有效解决图像传感器的暗阳效应。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器以及图像传感方法


[0001]本专利技术涉及一种传感器，尤其涉及一种图像传感器以及图像传感方法。

技术介绍

[0002]图像传感器进行传感的过程中，若有强光照射图像传感器，或图像传感器用于传感强光时，图像传感器可能发生暗阳(Dark sun)效应。对此，图像传感器的像素阵列中的部分像素在传送晶体管未导通的情况下，其浮动扩散节点可能发生放电的情况，而导致后续的读取误差。例如，图像传感器所产生的图像中原本极亮的区域将变暗。

技术实现思路

[0003]本专利技术是针对一种图像传感器以及图像传感方法，可有效解决图像传感器的暗阳(Dark sun)效应。
[0004]根据本专利技术的实施例，本专利技术的图像传感器包括第一像素电路、第二像素电路、斜坡信号产生电路、比较器以及信号处理电路。第一像素电路具有第一浮动扩散节点。第二像素电路具有第二浮动扩散节点。斜坡信号产生电路耦接第一像素电路的第一浮动扩散节点以及第二像素电路的第二浮动扩散节点。比较器耦接第一像素电路以及第二像素电路。信号处理电路耦接比较器。在正常读出期间中，斜坡信号产生电路分别通过第一斜坡电容以及第二斜坡电容提供第一斜坡信号以及第二斜坡信号至第一像素电路的第一浮动扩散节点以及第二像素电路的第二浮动扩散节点。比较器接收第一浮动扩散节点的第一节点电压以及第二浮动扩散节点的第二节点电压。信号处理电路根据比较器是否被触发以输出第一输出信号，以及决定是否产生对应于传感信号的数字值。在正常读出期间之后的暗阳检测期间中，斜坡信号产生电路分别通过第一斜坡电容以及第二斜坡电容提供第一斜坡信号以及第二斜坡信号至第一像素电路的第一浮动扩散节点以及第二像素电路的第二浮动扩散节点。比较器接收第一浮动扩散节点的另一第一节点电压以及第二浮动扩散节点的另一第二节点电压。信号处理电路根据比较器是否被触发以输出第二输出信号，以及决定是否覆写对应于传感信号的数字值。
[0005]根据本专利技术的实施例，本专利技术的图像传感方法包括以下步骤:其中在正常读出期间中，通过斜坡信号产生电路分别通过第一斜坡电容以及第二斜坡电容提供第一斜坡信号以及第二斜坡信号至第一像素电路的第一浮动扩散节点以及第二像素电路的第二浮动扩散节点；通过比较器接收第一浮动扩散节点的第一节点电压以及第二浮动扩散节点的第二节点电压；通过信号处理电路根据比较器是否被触发以输出第一输出信号，以及决定是否产生对应于传感信号的数字值；在正常读出期间之后的暗阳检测期间中，通过斜坡信号产生电路分别通过第一斜坡电容以及第二斜坡电容提供第一斜坡信号以及第二斜坡信号至第一像素电路的第一浮动扩散节点以及第二像素电路的第二浮动扩散节点；通过比较器接收第一浮动扩散节点的另一第一节点电压以及第二浮动扩散节点的另一第二节点电压；以及通过信号处理电路根据比较器是否被触发以输出第二输出信号，以及决定是否覆写对应
于传感信号的数字值。
[0006]基于上述，本专利技术的图像传感器以及图像传感方法，可自动判断浮动扩散节点是否发生暗阳(Dark sun)效应，以校正传感信号。
[0007]为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0008]图1是本专利技术的一实施例的图像传感器的电路示意图；
[0009]图2是本专利技术的一实施例的图像传感方法的流程图；
[0010]图3是本专利技术的图1实施例的图像传感器的详细电路示意图；
[0011]图4是本专利技术的一实施例的多个信号的信号波形图；
[0012]图5是本专利技术的一实施例的第一节点电压以及第二节点电压在检测期间的电压差值变化图；
[0013]图6是本专利技术的另一实施例的第一节点电压以及第二节点电压的电压差值变化图；
[0014]图7是本专利技术的另一实施例的第一节点电压以及第二节点电压的电压差值变化图；
[0015]图8是本专利技术的另一实施例的第一节点电压以及第二节点电压的电压差值变化图。
[0016]附图标记说明
[0017]100:图像传感器；
[0018]110:第一像素电路；
[0019]120:第二像素电路；
[0020]130:斜坡信号产生器；
[0021]140:比较器；
[0022]150:信号处理电路；
[0023]151:判断逻辑；
[0024]152:脉冲产生逻辑；
[0025]153:栓锁电路；
[0026]154:计数器；
[0027]T1、T5:传送晶体管；
[0028]T2、T6:重置晶体管；
[0029]T3、T7:读出晶体管；
[0030]T4、T8:选择晶体管；
[0031]PD0:第一传感单元；
[0032]PD1:第二传感单元；
[0033]C0、C1:斜坡电容；
[0034]rst:重置信号；
[0035]Vr_0:第一斜坡信号；
[0036]Vr_1:第二斜坡信号；
[0037]tx0:第一传送信号；
[0038]tx1:第二传送信号；
[0039]sel:选择信号；
[0040]VDD:操作电压；
[0041]FD0:第一浮动扩散节点；
[0042]FD1:第二浮动扩散节点；
[0043]S210～S260:步骤；
[0044]EN:读出致能信号；
[0045]Vcm:参考电压；
[0046]CLK:时序信号；
[0047]Sout:计数值；
[0048]t0～t28、ta～ti:时间；
[0049]Vfd_diff:电压差值；
[0050]LP:逻辑信号；
[0051]RS:偏移电压电平；
[0052]Vt:比较器触发电压。
具体实施方式
[0053]现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
[0054]图1是本专利技术的一实施例的图像传感器的电路示意图。参考图1，图像传感器100包括第一像素电路110、第二像素电路120、斜坡信号产生电路130、比较器140以及信号处理电路150。第一像素电路110以及第二像素电路120耦接斜坡信号产生电路130以及比较器140。比较器140还耦接信号处理电路150。在本实施例中，图像传感器100可为CMOS图像传感器(CIS)，并且可为一种主动式像素传感器(Active pixel sensor，APS)。图像传感器100可包括像素阵列，并且像素阵列可包括多个像素组，其中每一个像素组可包括如第一像素电路110以及第二像素电路120。像素阵列可设置在图像传感器100的主动区(Active Area，AA)。斜坡信号产生电路130、比较器140以及信号处理电路150可设置在图像传感器100的周边区。
[0055]在本实施例中，第一像素电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：第一像素电路，具有第一浮动扩散节点；第二像素电路，具有第二浮动扩散节点；斜坡信号产生电路，耦接所述第一像素电路以及所述第二像素电路；比较器，耦接所述第一像素电路以及所述第二像素电路；以及信号处理电路，耦接所述比较器，其中在正常读出期间中，所述斜坡信号产生电路分别通过第一斜坡电容以及第二斜坡电容提供第一斜坡信号以及第二斜坡信号至所述第一像素电路的所述第一浮动扩散节点以及所述第二像素电路的所述第二浮动扩散节点，所述比较器接收所述第一浮动扩散节点的第一节点电压以及所述第二浮动扩散节点的第二节点电压，并且所述信号处理电路通过所述比较器取得对应于传感信号的数字值，其中在所述正常读出期间之后的暗阳检测期间中，所述斜坡信号产生电路分别通过第一斜坡电容以及所述第二斜坡电容提供所述第一斜坡信号以及所述第二斜坡信号至所述第一像素电路的所述第一浮动扩散节点以及所述第二像素电路的所述第二浮动扩散节点，所述比较器接收所述第一浮动扩散节点的另一第一节点电压以及所述第二浮动扩散节点的另一第二节点电压，并且所述信号处理电路根据所述比较器是否被触发以输出第二输出信号，以及决定是否覆写对应于所述传感信号的所述数字值。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在所述暗阳检测期间中，所述第一像素电路以及所述第二像素电路分别重置各自的传感单元的电压，并进行曝光，以使所述第一浮动扩散节点以及所述第二浮动扩散节点产生所述另一第一节点电压以及所述另一第二节点电压，其中所述第一像素电路以及所述第二像素电路分别从所述第一浮动扩散节点以及所述第二浮动扩散节点读出所述另一第一节点电压以及所述另一第二节点电压至所述比较器，其中所述第一像素电路以及所述第二像素电路在所述暗阳检测期间中所进行的曝光的时间长度短于所述第一像素电路以及所述第二像素电路在所述正常读出期间中所进行的曝光的时间长度。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述信号处理电路将对应于所述传感信号的所述数字值覆写为对应于最大亮度的最高数字值。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述斜坡信号产生电路、所述第一像素电路、所述第二像素电路、所述比较器以及所述信号处理电路组成差动数字相关双重取样电路。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在所述暗阳检测期间中，所述第一浮动扩散节点的所述另一第一节点电压根据所述第一斜坡信号先改变至第一偏移电压电平，并且所述第二浮动扩散节点的所述另一第二节点电压根据所述第二斜坡信号先改变至第二偏移电压电平，其中在所述暗阳检测期间中，当所述比较器根据所述第一节点电压以及所述第二节点电压被触发以输出所述输出信号时，所述信号处理电路根据最大计数值覆写对应于所述传感信号的所述数字值。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在所述暗阳检测期间中，当所述比
较器根据所述第一节点电压以及所述第二节点电压未被触发而未输出所述输出信号时，所述信号处理电路根据最大计数值覆写对应于所述传感信号的所述数字值。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述信号处理电路包括：栓锁电路；判断逻辑，耦接所述比较器，并且接收读出致能信号；脉冲产生逻辑，耦接所述判断逻辑以及所述栓锁电路的控制端；以及计数器，耦接所述栓锁电路的资料输入端；其中所述判断逻辑根据是否接收到所述第二输出信号来决定输出控制信号至所述脉冲产生逻辑，以使所述脉冲产生逻辑输出脉冲信号至所述栓锁电路，并且所述栓锁电路输出由所述计数器提供的计数值，以覆写对应于所述传感信号的所述数字值。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述脉冲产生逻辑以及所述计数器接收时序信号，并且所述计数器根据所述时序信号进行计数。9.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一像素电路以及所述第二像素电路分别包括：传感单元；传送晶体管，耦接在所述传感单元以及浮动扩散节点之间；重置晶体管，耦接所述浮动扩散节点；读出晶体管，耦接所述浮动扩散节点；选择晶体管，耦接所述读出晶体管；以及斜坡电容，耦接在所述浮动扩散节点以及所述斜坡信号产生电路之间。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，当检测所述第一像素电路的第一传感单元时，所述第一像素电路的所述斜坡电容在所述暗阳检测期间中接收的所述第一斜坡信号为上斜坡信号，并且所述第二像素电路的所述斜坡电容接收的所述第二斜坡信号为下斜坡信号，并且所述第二像素电路的所述传送晶体管在所述检测期间中为未导通，其中当检测所述第二像素电路的第二传感单元时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：印秉宏，王佳祥，王鼎，
申请(专利权)人：广州印芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：