[發明專利]一種電源噪聲抑制電路及圖像傳感器

在審

• 申請號: 202011018744.8
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN114257763A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 楊靖;侯金劍;任冠京;莫要武
• 申請（專利權）人: 思特威（上海）電子科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/357
• 分類號: H04N5/357;H04N5/374
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 張媛

本發明涉及電源噪聲抑制電路及圖像傳感器，包括像素電路、比較信號產生電路及比較器，像素電路輸出疊加了噪聲電源的第一電源噪聲信號的圖像信號到比較器的第一輸入端，比較信號產生電路輸出疊加了噪聲電源的第二電源噪聲信號的比較信號到比較器的第二輸入端，第二電源噪聲信號與第一電源噪聲信號幅值相同，以抵消像素電路的電源噪聲；比較信號產生電路包括電容調節模塊、緩沖晶體管及偏置晶體管，電容調節模塊包括可變電容器和偏置電容，偏置晶體管的柵極接偏置電壓節點并與偏置電容的第一端連接。本發明通過比較器引入噪聲以抑制像素電路中的電源噪聲，能夠有效的抗電源噪聲干擾、減小圖像噪聲并提高圖像的質量。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器電子電路領域，尤其涉及一種電源噪聲抑制電路及圖像傳感器。

背景技術

圖像傳感器通用于多種電子設備，如視頻監控系統、智能電話、數字相機以及智能AI、人臉識別等多種電子產品中用于捕獲和識別人物或場景的圖像信息。作為數字攝像頭的重要組成部分，其提供將光學圖像轉換為電學信號。圖像傳感器按照元件不同可分為CMOS(Complementary Metaloxide Semiconductor，互補型金屬氧化物半導體元件)和CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合元件)和圖像傳感器。

CMOS圖像傳感器具有高度集成化、低功率損耗和局部像素可編程隨即讀取、速度快以及成本低等優點，可適用于數碼相機、PC攝像機和移動通信產品等領域。而CCD圖像傳感器除了大規模的應用于數碼相機外，還廣泛應用于掃描儀和工業領域。CMOS圖像傳感器和CCD圖像傳感器都是采用光電轉換區域，一般采用光電二極管(Photodiode orPhotodetector)收集入射光，并將其轉換為能夠進行圖像處理的光電荷。現有的CMOS圖像傳感器中，若干個像素單元組成的像素陣列，像素單元往往采用3T、4T或5T的結構，以4T為例，由轉移晶體管、復位晶體管、源極跟隨晶體管以及行選通晶體管組成。像素單元通過光電二極管進行光電轉換形成光生載流子，產生模擬信號，通過對像素陣列的行選通并進行讀取，讀出每列的模擬信號，進行后續的運算增益放大、模數轉換等信號處理過程。

CMOS圖像傳感器在實際工作中，噪聲來源包括像素電源線噪聲和從與電源有關的像素控制信號線耦合的噪聲，而像素電路的源極跟隨晶體管(SF管)的供電電源的噪聲會通過電容耦合到像素單元的浮動擴散節點(FD)，然后通過源極跟隨晶體管進行信號放大，數模轉換模塊進行轉換之后體現在輸出的數據上，影響圖像的信噪比。現有的處理方法是為像素電路單獨設置一個LDO(Low Dropout Regulator，低壓差線性穩壓器)，以減小外部供電電源噪聲對圖像質量的影響。如果LDO的輸出受到影響，電源噪聲仍然會體現到圖像上，因此當以LDO解決電源噪聲時，當芯片干擾較大的時候，該方法的穩定速度有限，在其穩定的過程中，電源噪聲依然會體現到圖像上，并且LDO還較大的占用布局面積，消耗功率并限制其它模塊使用供電電源，有可能導致圖像傳感器芯片性能下降。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種電源噪聲抑制電路及圖像傳感器，能夠有效的抑制圖像傳感器的電源噪聲干擾、減小圖像噪聲并提高圖像的質量。

為實現上述目的，本發明實施例第一方面提供一種電源噪聲抑制電路，作為其中一種實施方式，一種電源噪聲抑制電路，其特征在于，所述電路包括像素電路、比較信號產生電路及比較器；

所述像素電路輸出疊加了噪聲電源的第一電源噪聲信號的圖像信號到所述比較器的第一輸入端，所述比較信號產生電路輸出疊加了所述噪聲電源的第二電源噪聲信號的比較信號到所述比較器的第二輸入端，所述第二電源噪聲信號與所述第一電源噪聲信號幅值相同，以抵消所述像素電路中的電源噪聲；

其中，所述比較信號產生電路包括電容調節模塊、緩沖晶體管以及偏置晶體管，所述電容調節模塊包括可變電容器和偏置電容；

所述可變電容器的第一端連接所述噪聲電源，所述可變電容器的第二端連接所述偏置電容的第一端，所述偏置電容的第二端接地；