[发明专利]图像传感器及消除图像传感器电源噪声的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种图像传感器及消除图像传感器电源噪声的方法。

背景技术

CMOS图像传感技术是一种基于CMOS工艺的技术，在近十年来得到了快速的发展。CMOS图像传感器通过集成的模拟和数字电路对图像进行采集、传输、处理以及输出。这种技术相比较于其他类型的图像传感技术，具有集成度高、功耗低、成本低、功能强大等优点，是一种有着广阔前景的技术。

图1是一种现有的图像传感器的结构示意图。现有的图像传感器，如图1所示，包括像素阵列10、二次采样电路20和模数转换电路30。其中，像素阵列10内具有阵列排列的标准像素单元11，所述标准像素单元11用于采集光信号，并将其转换为电信号，即光转换后电信号。现有技术中通常是采用对所述像素阵列10逐行扫描的方式获取所述像素阵列10输出的光转换后电信号，然后将每行像素阵列10输出的所述光转换后电信号并行传输到二次采样电路20，每个二次采样电路20对应一列标准像素单元11。所述像素阵列10工作的周期包括充电周期和积分周期。所述二次采样电路20获取标准像素单元11在充电周期和积分周期的采集的光转换后电信号，也就是第一次在充电周期结束后直接采样，并存储第一次采样结果，由于第一次采样是在充电周期结束后，因此所述第一次采样结果仅包含了叠加有第一次采样时刻噪声信号的电源信号，不包括光转换后电信号；第二次在积分周期结束后直接采样，并存储第二次采样结果，所述第二次采样结果包含了叠加有第二次采样时刻噪声信号的电源信号和光转换后电信号，然后第二次和第一次采样结果的做差，获得实际的光转换后电信号，但是这样仅在两次采样时噪声完全相同时才可以完全消除噪声。二次采样电路20将光转换后电信号串行输入到模数转换电路30，将模拟的电压值转换为数字信号，数字信号再经过后续的处理电路40的分析和处理之后输出显示图像。

例如在公开号“CN 101494728A”的中国专利文献中公开了一种用于消除图像传感器噪声的方法。但是上述方法都仅仅能消除第一次采样和第二次采样时的一些公共的噪声，而不能彻底解决噪声问题。

发明内容

本发明解决的技术问题提供一种图像传感器及消除图像传感器电源噪声的方法，从而提高图像传感器显示图像的质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器，包括：

像素阵列，所述像素阵列的每一行包括标准像素单元和暗像素单元；

噪声采集电路，用于利用暗像素单元在第一次和第二次采集的叠加有电源噪声的电源信号，得到电源噪声差；

像素单元信号输出电路，用于根据标准像素单元在第一次采集的叠加有电源噪声的电源信号和在第二次采集的叠加有电源噪声、电源信号的光转换后电信号，得到叠加有电源噪声差的光转换后电信号，所述暗像素单元和所述标准像素单元的第一次采集为同时采集，所述暗像素单元和所述标准像素单元的第二次采集为同时采集；

噪声去除电路，用于从所述叠加有电源噪声差的光转换后电信号中去除所述电源噪声差。

优选的，所述像素阵列的每一行包括4至8个所述暗像素单元。

优选的，所述暗像素单元包括与标准像素单元相同的结构和不透光层，所述不透光层覆盖与标准像素单元相同的结构。。

优选的，所述暗像素单元包括感光二极管，在所述感光二极管上覆盖有不透光层。

优选的，所述暗像素单元还包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和感光二极管，所述感光二极管的正极电连接地，负极电连接所述第一NMOS管的源极，所述第一NMOS管的栅极输入电源信号，所述第一NMOS管的漏极电连接第二NMOS管的源极，所述第二NMOS管的漏极和栅极输入电源信号，所述第三NMOS管的漏极输入电源信号，所述第三NMOS管的栅极电连接所述第一NMOS管的漏极，所述第三NMOS管的源极电连接第四NMOS管的源极，所述第四NMOS的栅极输入选通信号，所述第四NMOS漏极为输出端。

优选的，所述像素阵列中每一行的所述暗像素单元排列在相同的列中；

所述噪声采集电路包括：

采样单元，用于获得第一次和第二次每一列暗像素单元采集的叠加有电源噪声的电源信号；

处理单元，用于对同一行的暗像素单元第一次采集的叠加有电源噪声的电源信号求平均，对同一行的暗像素单元第二次采集的叠加有电源噪声的电源信号求平均，并以所述平均后的第二次的叠加有电源噪声的电源信号作为参考信号对所述平均后的第一次的叠加有电源噪声的电源信号进行差分放大，得到电源噪声差；