[發明專利]雙轉換增益圖像傳感器

有效

• 申請號: 202110302128.3
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113038042B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 王云翼;王澤健;楊育昇
• 申請（專利權）人: 豪威科技（上海）有限公司
• 主分類號: H04N25/77
• 分類號: H04N25/77;H04N25/51;H04N25/61
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，包括：

像素電路，像素電源電壓的噪聲經所述像素電路傳遞到位線；所述像素電路包括低轉換增益和高轉換增益兩種模式；

電源噪聲消除電路，其輸入端的電壓為所述像素電源電壓；

所述電源噪聲消除電路通過低轉換增益路徑，模擬產生第一傳遞函數，所述第一傳遞函數與所述低轉換增益模式下所述像素電路中所述像素電源電壓到位線電壓的傳遞函數趨近；

所述電源噪聲消除電路通過高轉換增益路徑，模擬產生第二傳遞函數，所述第二傳遞函數與所述高轉換增益模式下所述像素電路中所述像素電源電壓到所述位線電壓的傳遞函數趨近；

所述第一傳遞函數和所述第二傳遞函數均是從所述電源噪聲消除電路的輸入端到輸出端的傳遞函數；且所述電源噪聲消除電路產生斜波電壓信號；

比較器，所述比較器一輸入端與所述位線連接，所述比較器的另一輸入端與所述電源噪聲消除電路的輸出端連接。

2.如權利要求1所述的雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，所述電源噪聲消除電路包括：濾波器運放和積分運放；

所述積分運放包括：第一正輸入端、第二正輸入端和負輸入端，所述濾波器運放的輸出端經所述高轉換增益路徑接到所述第一正輸入端，所述濾波器運放的輸出端經所述低轉換增益路徑接到所述第二正輸入端。

3.如權利要求2所述的雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，所述濾波器運放的正輸入端輸入所述像素電源電壓，所述濾波器運放的負輸入端和輸出端并列連接可變電阻和可變電容。

4.如權利要求3所述的雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，所述積分運放的所述負輸入端與輸出端之間并列連接積分電容和積分使能開關；所述積分運放的內部電路包括：低選擇開關和高選擇開關。

5.如權利要求4所述的雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，所述濾波器運放的輸出端經第一電容和第二電容接地，所述第一電容和所述第二電容之間的節點連接高路徑開關的一端，所述高路徑開關的另一端連接所述第一正輸入端。

6.如權利要求4所述的雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，所述濾波器運放的輸出端經第三電容和第四電容接地，所述第三電容和所述第四電容之間的節點連接低路徑開關的一端，所述低路徑開關的另一端連接所述第二正輸入端。

7.如權利要求2所述的雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，所述積分運放的內部電路包括：第一晶體管至第六晶體管；

所述負輸入端的路徑中，第五晶體管的第一級連接所述第六晶體管的第二級，所述第六晶體管的柵極電壓為偏置電壓；

所述第一正輸入端的路徑中，第二晶體管的第一級連接第四晶體管的第二級，所述第四晶體管的柵極電壓為高轉換增益偏置電壓；

所述第二正輸入端的路徑中，所述第一晶體管的第一級連接第三晶體管的第二級，所述第三晶體管的柵極電壓為低轉換增益偏置，所述第三晶體管的第一級與所述第四晶體管的第一級接同一節點。

8.如權利要求7所述的雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，所述第一晶體管的柵極電壓為所述第二正輸入端的電壓，所述第二晶體管的柵極電壓為所述第一正輸入端的電壓，所述第五晶體管的柵極電壓為所述負輸入端的電壓，所述第一晶體管的第二級、所述第二晶體管的第二級以及所述第五晶體管的第二級均通過尾電流源接地。

9.如權利要求7所述的雙轉換增益圖像傳感器，其特征在于，所述積分運放的內部電路還包括：第七晶體管和第八晶體管；

所述第四晶體管的柵極連接所述第七晶體管的第一級，所述第七晶體管的柵極電壓為所述高選擇開關的控制信號電壓，所述第七晶體管的第二級連接所述第八晶體管的第一級，所述第八晶體管的第二級接地，第八晶體管的柵極電壓為所述低選擇開關的控制信號電壓，所述第七晶體管的第二級與所述第八晶體管的第一級之間的節點連接所述第六晶體管的柵極；所述高選擇開關接通，所述低選擇開關斷開時，所述高轉換增益偏置電壓等于所述偏置電壓；所述高選擇開關斷開，所述低選擇開關接通時，所述高轉換增益偏置電壓等于零。