[發明專利]像素電路及讀取方法

有效

• 申請號: 201811035574.7
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109040624B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 徐辰;邵澤旭;陳碧
• 申請（專利權）人: 思特威（上海）電子科技有限公司
• 主分類號: H04N5/365
• 分類號: H04N5/365;H04N5/374;H04N5/378
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種像素電路，所述像素電路包括多個按行和列排列的像素單元構成的像素陣列，每個像素單元包括具有共享結構的兩路感光像素；每個所述像素單元的兩路感光像素設置于同一列的相鄰兩行；相鄰兩列的兩個所述像素單元分別只有一路感光像素設置于同一行；所述相鄰兩列的兩個所述像素單元中相同顏色的感光像素分別設置在所述相鄰兩列且設置在相鄰兩行，相鄰兩行感光像素沿著行方向中心線對稱設置；所述每個像素單元包括復位晶體管和源極跟隨晶體管。本發明還提供一種像素電路的讀取方法。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器技術領域，尤其涉及一種感光像素交錯式布置的圖像傳感器像素電路及讀取方法。

背景技術

隨著高端智能手機的普及，CMOS圖像傳感器正在向高分辨率發展。為了滿足一定的鏡頭尺寸，例如1/3.2inch、1/4inch，達到高分辨率，像素就要采用更小面積的設計。目前市面上常用的5M和8M傳感器的像素大小為1.75μm或1.4μm。在像素電路小型化的過程中，會遇到各種各樣的技術問題，除了如何提高低光照感度的問題，另一個關鍵問題是如何提高整個像素陣列的色彩和亮度的均勻性。分辨率越大、像素越小，這個問題就越嚴重。為了提高光照感度，像素電路可采用共享結構的方式，這樣會導致相同顏色Gr、Gb兩個像素的版圖設計的不對稱性，由此會在像素陣列產生象棋板固定噪聲(check board noise pattern)。

圖1為現有技術中采用共享結構的像素電路版圖結構，圖1中所示的版圖結構會導致相同顏色Gr、Gb兩個感光像素的版圖布置結構呈現不對稱性，這樣會在像素陣列將會產生象棋板固定噪聲。通常解決這個問題的方法是在后端采用數字算法對Gr、Gb兩個像素進行補償，但是這種做法不但會增加后端數字部分算法的復雜度和芯片設計面積，而且在補償的準確性和可適應性上(比如說鏡頭角度的偏差)不能得到很好的處理。

因此，如何從本質上解決同一顏色感光像素在電路版圖中的不對稱性設計給高分辨率CMOS傳感器性能所帶來的問題，提高像素電路設計中的匹配性，是本發明提出具有新穎性和創新性解決方案的初衷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種像素電路及讀取方法，解決現有技術中采用共享結構的像素電路中存在的同一顏色感光像素版圖不對稱設置所產生的象棋板固定噪聲問題。

本發明提供一種像素電路，所述像素電路包括多個按行和列排列的像素單元構成的像素陣列，每個像素單元包括具有共享結構的兩路感光像素，其特征在于：

所述每個像素單元的兩路感光像素設置于同一列的相鄰兩行；

相鄰兩列的兩個所述像素單元分別只有一路感光像素設置于同一行；

其中，所述相鄰兩列的兩個所述像素單元中相同顏色的感光像素分別設置在所述相鄰兩列且設置在相鄰兩行，相鄰兩行感光像素沿著行方向中心線對稱設置；

所述每個像素單元包括復位晶體管和源極跟隨晶體管，所述具有共享結構的兩路感光像素共享所述復位晶體管和所述源極跟隨晶體管；所述每個像素單元的兩路感光像素沿所述源極跟隨晶體管對稱設置；

所述感光像素為光電二極管及連接到所述光電二極管的傳輸晶體管，用于將所述光電二極管光電效應產生的電荷轉移到所述像素單元的浮動擴散點；

可選的，相鄰兩列的兩個所述像素單元為拜耳格式(Bayer Pattern)設置，一個像素單元包括具有共享結構的R(紅)感光像素和Gb(綠)感光像素；另一個像素單元包括具有共享結構的Gr(綠)感光像素和B(藍)感光像素；所述Gb感光像素和B感光像素設置于同一行或者所述Gr感光像素和R感光像素設置于同一行；

可選的，所述R感光像素和Gb感光像素沿其所共享的源極跟隨晶體管對稱設置；所述Gr感光像素和B感光像素沿其所共享的源極跟隨晶體管對稱設置；