[發(fā)明專利]圖像傳感器的讀出電路有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910127704.4 | 申請日： | 2009-03-19 |
| 公開（公告）號： | CN101841633A | 公開（公告）日： | 2010-09-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 邱伯舜;印秉宏 | 申請（專利權(quán)）人： | 英屬開曼群島商恒景科技股份有限公司 |
| 主分類號： | H04N3/15 | 分類號： | H04N3/15;H04N5/217 |
| 代理公司： | 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002 | 代理人： | 蹇煒 |
| 地址： | 開曼群*** | 國省代碼： | 開曼群島;KY |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 圖像傳感器 讀出 電路 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及圖像傳感器，特別是涉及一種具有水平組合(binning)功能的圖像傳感器的讀出(readout)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)
半導(dǎo)體圖像傳感器(例如電荷耦合組件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器)普遍使用于照相機(jī)或攝影機(jī)中，用于將可見光的圖像轉(zhuǎn)換為電子信號，便于后續(xù)的存儲、傳輸或顯示。
對于當(dāng)今的圖像傳感器，其使用行放大器(column?amplifier，CA)以讀出每一行的圖像信號。之所以在模擬通路(analog?chain)的前級即對信號給予增益，理由之一是為了獲取較佳的信號噪聲比(SNR)。圖1顯示傳統(tǒng)圖像傳感器的讀出結(jié)構(gòu)，其中，每一行(col1、col2...)分別連接至對應(yīng)的行放大器(CA1、CA2...)。接下來，信號通過切換裝置而依序傳送至可編程增益放大器(programmable?gain?amplifier，PGA)。其中，位于每一行的采樣-保持-重置(sample-and-hold-reset，SHR)電容CSHRn(n＝1，2...)的重置信號被依序傳送至可編程增益放大器(PGA)，而位于每一行的采樣-保持-(圖像)信號(sample-and-hold-signal，SHS)電容CSHSn(n＝1，2...)的圖像信號也依序被傳送至可編程增益放大器(PGA)。
當(dāng)圖像傳感器內(nèi)制作愈來愈多的像素(或光二極管)時，每一像素的面積及其圖像強(qiáng)度會相對的變小。為了增強(qiáng)圖像強(qiáng)度以得到更佳的信號噪聲比(SNR)，通常需要將多個像素的信號予以相加(或稱為像素組合)。圖2顯示傳統(tǒng)具組合功能的圖像傳感器的讀出結(jié)構(gòu)，其中，每一行(col1、col2...)分別連接至對應(yīng)的行放大器(CA1、CA2...)。在信號被傳送至可編程增益放大器(PGA)之前，多行的信號通過復(fù)用器(MUX)予以相加(或組合)。接著，復(fù)用器(MUX)的輸出經(jīng)由切換裝置而依序傳送至可編程增益放大器(PGA)。由于是將行與行的信號予以組合，因此圖2所示的組合通成稱為水平組合技術(shù)。
圖1所示的傳統(tǒng)圖像傳感器讀出結(jié)構(gòu)中，需要使用多個行放大器CA。當(dāng)行的數(shù)目增加時，行放大器CA所占用的芯片面積就變得相當(dāng)可觀。圖2所示的傳統(tǒng)具組合功能的圖像傳感器的讀出結(jié)構(gòu)中，于行放大器CA之后進(jìn)行信號組合，會不利于其信號噪聲比(SNR)。
鑒于上述傳統(tǒng)圖像傳感器讀出結(jié)構(gòu)的諸多缺點，因此亟需提出一種圖像傳感器的新穎讀出結(jié)構(gòu)，用于增進(jìn)信號噪聲比并降低芯片面積。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明的目的之一在于提供一種圖像傳感器的讀出結(jié)構(gòu)，特別是針對具水平組合(horizontal?binning)功能的圖像傳感器，用于增進(jìn)信號噪聲比(SNR)并降低芯片面積。
根據(jù)本發(fā)明實施例，圖像傳感器的讀出電路包含行放大器(CA)；及多個電容/開關(guān)組，每一組包含電容及開關(guān)，其連接至圖像傳感器的多個行節(jié)點之一。讀出電路還包含復(fù)用器，其耦接于多個電容/開關(guān)組與行放大器的輸入之間；及相關(guān)雙采樣(CDS)電路，用于接收行放大器的輸出。讀出電路還包含切換裝置，用于將CDS電路的輸出依序傳送出來；及放大器，用于接收切換裝置的輸出。
附圖說明
圖1顯示傳統(tǒng)圖像傳感器的讀出結(jié)構(gòu)；
圖2顯示傳統(tǒng)具組合功能的圖像傳感器的讀出結(jié)構(gòu)；
圖3顯示本發(fā)明實施例的具水平組合功能的圖像傳感器的讀出結(jié)構(gòu)；
圖4A顯示本發(fā)明實施例圖像傳感器第一行的像素電路，而圖4B則顯示第二行的像素電路；
圖5顯示圖3和圖4A/B于組合操作模式(binning?mode)時的相關(guān)信號時序圖；
圖6顯示圖3和圖4A/B于正常操作模式(normal?mode)時的相關(guān)信號時序圖。
具體實施方式
圖3顯示本發(fā)明實施例的具水平組合功能的圖像傳感器的讀出結(jié)構(gòu)。圖像傳感器可以是(但不限定為)電荷耦合組件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器，用于將可見光的圖像轉(zhuǎn)換為電子信號。本實施例的讀出結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于數(shù)字圖像處理裝置中，例如(但不限定為)照相機(jī)或攝影機(jī)。
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