[發(fā)明專利]全局快門圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)及其信號(hào)采樣讀取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010186173.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN111447385B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許陽;郭佳;李志升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市南北微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/374
• 分類號(hào): H04N5/374;H04N5/365;H04N5/357
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

1.一種全局快門圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：感光元件，用于將接受的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；懸浮節(jié)點(diǎn)；傳輸開關(guān)，連接在所述感光元件與所述懸浮節(jié)點(diǎn)之間，用于控制所述感光元件到所述懸浮節(jié)點(diǎn)的電信號(hào)傳輸；復(fù)位開關(guān)，第一端與所述懸浮節(jié)點(diǎn)連接，第二端接入電源電壓，用于控制懸浮節(jié)點(diǎn)電壓復(fù)位至復(fù)位信號(hào)電壓；其特征在于，還包括開關(guān)放大單元、第一采樣電容、第二采樣電容、第一采樣開關(guān)、第一放大器，總線選通開關(guān)；所述開關(guān)放大單元的輸入端與所述懸浮節(jié)點(diǎn)連接，所述開關(guān)放大單元的輸出端與所述第一采樣電容的第一端連接；所述開關(guān)放大單元用于放大并輸出所述懸浮節(jié)點(diǎn)電壓，以控制所述第一采樣電容的復(fù)位和第二采樣電容的復(fù)位，并控制全局信號(hào)采樣的開始和結(jié)束；所述第一采樣電容的第二端接入第一參考電壓；所述第一采樣開關(guān)的第一端與所述第一采樣電容的第一端以及所述第一放大器的輸入端連接于第一節(jié)點(diǎn)；所述第一采樣開關(guān)的第二端與所述第二采樣電容的第一端連接，所述第二采樣電容的第二端接入第二參考電壓；所述總線選通開關(guān)用于控制讀取所述第一放大器的輸出信號(hào)，所述第一放大器的輸出端與所述總線選通開關(guān)的第一端連接，所述總線選通開關(guān)的第二端與總線連接；

所述第一參考電壓和所述第二參考電壓為相同的電源、地或者其他參考電位，或者所述第一參考電壓和所述第二參考電壓為不同的電源、地或者其他參考電位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局快門圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開關(guān)放大單元包括第一源極跟隨器、第一負(fù)載開關(guān)元件和第一全局采樣開關(guān)，所述第一源極跟隨器的輸入端連接所述懸浮節(jié)點(diǎn)，所述第一源極跟隨器的輸出端和所述第一負(fù)載開關(guān)元件的第一端與所述第一全局采樣開關(guān)的第一端連接；所述第一負(fù)載開關(guān)元件的第二端接入電源地，所述第一負(fù)載開關(guān)元件用于復(fù)位所述第一采樣電容和所述第二采樣電容，同時(shí)給第一源極跟隨器提供負(fù)載電流；所述第一全局采樣開關(guān)的第二端與所述第一采樣電容的第一端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局快門圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開關(guān)放大單元包括第二源極跟隨器、第二全局采樣開關(guān)以及第二負(fù)載開關(guān)元件，所述第二源極跟隨器的輸入端連接所述懸浮節(jié)點(diǎn)，所述第二源極跟隨器的輸出端和所述第二全局采樣開關(guān)的第一端相連接；所述第二全局采樣開關(guān)的第二端與所述第一采樣電容的第一端以及所述第二負(fù)載開關(guān)元件的第一端相連接，所述第二負(fù)載開關(guān)元件的第二端接入電源地，所述第二負(fù)載開關(guān)元件用于復(fù)位所述第一采樣電容和所述第二采樣電容，同時(shí)給第二源極跟隨器提供負(fù)載電流。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局快門圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開關(guān)放大單元包括第三源極跟隨器和第三全局采樣開關(guān)，所述第三源極跟隨器的輸入端接入所述懸浮節(jié)點(diǎn)，所述第三源極跟隨器的電源端接入可變電壓源，所述第三源極跟隨器的輸出端與所述第三全局采樣開關(guān)的第一端連接，所述第三全局采樣開關(guān)的第二端與所述第一采樣電容的第一端連接，所述第一采樣電容和所述第二采樣電容通過所述第三源極跟隨器連接可變電壓源進(jìn)行復(fù)位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局快門圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一放大器包括第四源極跟隨器，所述第四源極跟隨器的輸入端接入所述第一節(jié)點(diǎn)。