[發明專利]暗陽補償電路

有效

• 申請號: 201110032308.0
• 申請日: 2011-01-26
• 公開（公告）號: CN102625057A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉智民;陳慶豐
• 申請（專利權）人: 英屬開曼群島商恒景科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;蹇煒

技術領域

本發明涉及一種圖像傳感器，特別是涉及一種暗陽補償電路。

背景技術

互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器是一種擷取圖像的電子裝置，其將光強度轉換為電荷，再將其轉換為電壓并讀取出來。圖1顯示一種傳統四晶體管(4T)圖像傳感器的像素單元，其包含一個光二極管D及四個晶體管一M_tx、M_rst、M_sf、M_sel。當重置晶體管M_rst被重置信號R導通時，可進行電壓重置。源極跟隨器M_sf可用以緩沖或放大光二極管D的累積(integrated)光信號。當傳送晶體管M_tx被傳送信號T開啟時，可用以傳送光二極管D的累積光信號。當選擇晶體管M_sel被字符線信號WL開啟時，則可從位線BL讀取光信號。

像素單元于檢測強光(例如太陽光)時，在傳送晶體管M_tx未導通之前，浮動擴散區FD即可能發生放電現象，造成后續讀取的誤差，使得原本極亮區域會局部變暗，一般稱為暗陽(dark?sun或black?sun)效應。

雖然有一些方法被提出以改進暗陽效應，然而部分方法會產生其它的缺點，有些方法則會造成電路的復雜，因而增加電路面積及功率消耗。因此，亟需提出一種有效且簡化的電路，以補償暗陽效應。

發明內容

鑒于上述，本發明實施例的目的之一在于提出一種暗陽補償電路，用以補償像素單元因暗陽效應造成輸出位線的錯誤壓降。

根據本發明實施例，暗陽補償電路包含臨界值檢測電路、電壓拉高電路及開關。臨界值檢測電路接收像素單元的輸出位線的圖像信號，且電壓拉高電路接收臨界值檢測電路的輸出。當暗陽效應造成位線的圖像信號的電壓值小于預設臨界值時，開關會斷開原始路徑而切換至新路徑，且臨界值檢測電路驅動電壓拉高電路，使得輸出節點的電壓被拉高至電源電壓。

根據本發明第一實施例，臨界值檢測電路包含或門，其具二輸入端，分別接收位線的圖像信號及致能控制信號，且具輸出端，耦接至電壓拉高電路。電壓拉高電路包含非門及電壓拉高晶體管。其中，非門的輸入端接收或門的輸出，且電壓拉高晶體管的柵極耦接至非門的輸出端，漏極耦接至電源電壓，源極耦接至輸出節點。

根據本發明第二實施例，臨界值檢測電路包含致能晶體管、箝制晶體管、重置晶體管、電容與與門。其中，致能晶體管、箝制晶體管及重置晶體管串聯于位線與電源電壓之間。電容并聯于重置晶體管的源極、漏極之間。與門具二輸入端，分別接收重置信號及該電容未與電源電壓連接的一端。電壓拉高電路包含電壓拉高晶體管，其柵極接收與門的輸出，其源極、漏極分別耦接至電源電壓、輸出節點。

根據本發明第三實施例，臨界值檢測電路包含電流鏡電路、致能晶體管、箝制晶體管與與門。其中，致能晶體管及箝制晶體管串聯于電流鏡電路的輸入支路與位線之間。非門的輸入端耦接至電流鏡電路的輸出端。電壓拉高電路包含電壓拉高晶體管，其柵極接收非門的輸出。

附圖說明

圖1顯示一種傳統四晶體管(4T)圖像傳感器的像素單元；

圖2顯示本發明第一實施例的暗陽(dark?sun)補償電路；

圖3顯示本發明第二實施例的暗陽補償電路；

圖4顯示本發明第三實施例的暗陽補償電路。

具體實施方式

圖2顯示本發明第一實施例的暗陽(dark?sun)補償電路2，用以補償像素單元10因暗陽效應造成輸出位線BL的錯誤壓降。本發明各實施例的像素單元10可使用各式的像素結構，例如四晶體管(4T)像素單元或三晶體管(3T)像素單元。

檢測電路20、電壓拉高電路22及開關SW。臨界值檢測電路20接收像素單元10的輸出位線BL的圖像信號。此外，臨界值檢測電路20還可接收致能控制信號bs_en，當其為主動時，則開啟臨界值檢測電路20的功能，否則即關閉臨界值檢測電路20的功能。當暗陽效應造成位線BL的圖像信號的電壓值小于預設臨界值時，開關SW會斷開原始路徑a而切換至新路徑b，且驅動電壓拉高電路22，使得輸出至后續采樣電路(例如關聯雙重采樣電路(CDS))的輸出節點P的電壓被拉高至電源電壓AVDD。