[發(fā)明專利]CMOS圖像傳感器及其復(fù)位噪聲評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610019409.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN105681692B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金忠芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海艾思克科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/363
• 分類號(hào): H04N5/363;H04N5/3745
• 代理公司: 珠海智專專利商標(biāo)代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協(xié)

1.CMOS圖像傳感器，包括：像元電路、差分電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及存儲(chǔ)器，所述像元電路采樣采光信號(hào)以及復(fù)位電平信號(hào)并輸出至所述差分電路，通過所述差分電路得到像元的實(shí)際信號(hào)值，并將所述實(shí)際信號(hào)值輸出至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述實(shí)際信號(hào)值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)至所述存儲(chǔ)器；

其特征在于：

在采樣采光信號(hào)前后的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)采樣所述復(fù)位電平信號(hào)；

所述像元電路包括光電二極管、傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、存儲(chǔ)電容、第一緩沖放大電路和第二緩沖放大電路；所述傳輸晶體管的輸出端與所述第一緩沖放大電路的輸入端連接于一節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電平信號(hào)經(jīng)過第一緩沖放大電路放大后儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)電容中，放大后的所述節(jié)點(diǎn)電平信號(hào)經(jīng)過第二緩沖放大電路輸出至列輸出線；

所述第一緩沖放大電路包括第一放大晶體管和采樣晶體管，所述第一放大晶體管的源極及漏極中的一個(gè)與所述采樣晶體管的源極及漏極中的一個(gè)連接；

所述第二緩沖放大電路包括第二放大晶體管和行選晶體管，所述第二放大晶體管的源極及漏極中的一個(gè)與所述行選晶體管的源極及漏極中的一個(gè)連接；

所述采樣晶體管和所述復(fù)位晶體管同時(shí)閉合使所述存儲(chǔ)電放電至低電平，所述復(fù)位晶體管再斷開；采光信號(hào)通過所述第一放大晶體管進(jìn)行緩沖放大輸出，然后所述采樣晶體管斷開，所述采光信號(hào)儲(chǔ)存至所述存儲(chǔ)電容；

在逐行讀出所述采光信號(hào)時(shí)，所述行選晶體管閉合，在所述存儲(chǔ)電容中儲(chǔ)存的采光信號(hào)通過所述第二放大晶體管緩沖放大輸出，通過列輸出線讀出；

當(dāng)所述復(fù)位晶體管閉合時(shí)，敏感電壓節(jié)點(diǎn)復(fù)位得到復(fù)位電平；在基于行讀出采光信號(hào)時(shí)，當(dāng)該行的采光信號(hào)讀出后，該行的所述采樣晶體管和所述行選晶體管閉合，復(fù)位電平經(jīng)過所述第一放大晶體管和所述第二放大晶體管的兩極緩沖放大后，通過列輸出線讀出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：

所述節(jié)點(diǎn)電平信號(hào)為所述采光信號(hào)或者所述復(fù)位電平信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：

所述采光信號(hào)上附加了所述復(fù)位電平信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：

所述實(shí)際信號(hào)值為所述復(fù)位電平信號(hào)與所述采光信號(hào)的差值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于：

所述像元電路還包括抗光暈復(fù)位晶體管，所述抗光暈復(fù)位晶體管的源極及漏極中的一個(gè)接電源端，另一個(gè)接光電二極管的陰極。

6.CMOS圖像傳感器復(fù)位噪聲評(píng)估方法，其特征在于，包括：

采樣步驟，在采樣采光信號(hào)前后的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)采樣復(fù)位電平信號(hào)；

分析步驟，采樣完復(fù)位電平信號(hào)后，分析復(fù)位電平在時(shí)域和頻域的變化分布；

評(píng)估步驟，所述復(fù)位電平信號(hào)的變化分布用于評(píng)估復(fù)位噪聲，從而定量地確定實(shí)際信號(hào)值的差異，所述實(shí)際信號(hào)值的差異是通過相關(guān)雙采樣得到的第一實(shí)際信號(hào)值和通過雙采樣得到的第二實(shí)際信號(hào)值之差；

其中，所述第一實(shí)際信號(hào)值Va=Vrst（t）- Vsig（t+△T）；

其中，所述第二實(shí)際信號(hào)值Vb=Vrst（t+△t+△T）- Vsig（t+△t）；

其中，所述第一實(shí)際信號(hào)值和第二實(shí)際信號(hào)值分別工作在相關(guān)雙采樣模式和雙采樣模式；

其中，所述復(fù)位噪聲評(píng)估方法時(shí)的工作模式僅為在采樣采光信號(hào)前后的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)采樣復(fù)位電平信號(hào)；

其中，t和t+△t+△T分別為所述采樣前后復(fù)位電平時(shí)間點(diǎn)，t+△t為所述采樣采光信號(hào)時(shí)間點(diǎn)，△t 為所述采樣前復(fù)位電平時(shí)間點(diǎn)到采樣采光信號(hào)時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間差值，△T為采樣采光信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)到采樣后復(fù)位電平時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間差值，Vrst（t）、Vrst（t+△t+△T）為采樣復(fù)位電平，Vsig（t+△t）、Vsig（t+△T）為采樣采光信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CMOS圖像傳感器復(fù)位噪聲評(píng)估方法，其特征在于：

所述評(píng)估步驟包括在VDD饋電網(wǎng)絡(luò)放置去耦電容的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CMOS圖像傳感器復(fù)位噪聲評(píng)估方法，其特征在于：

所述評(píng)估步驟包括監(jiān)控步驟，所述監(jiān)控步驟包括監(jiān)視像元電路的復(fù)位晶體管偏置電壓的步驟以及穩(wěn)定復(fù)位晶體管偏置電壓的步驟。