[发明专利]包括行-周期补偿器的成像系统及相关方法

说明书

成像系统包括图像传感器和行‑周期补偿器。图像传感器包括感光像素的阵列和用于控制感光像素的阵列并用于从其读取积累的电荷的电子电路。电子电路至少部分地由正电源轨和负电源轨供电。行‑周期补偿器用于在图像传感器的行‑周期的至少部分的期间，补偿由电子电路牵引的电流的变化，且行‑周期补偿器电耦接在正电源轨和负电源轨之间。用于补偿由图像传感器的电子电路牵引的电流的变化的方法，包括控制由行‑周期补偿器牵引的补偿电流的大小，以补偿由图像传感器的电子电路牵引的电流的变化。

技术领域

本公开涉及图像传感器领域，尤其涉及一种包括行-周期补偿器的成像系统和相关联的方法。

背景技术

图像传感器包括响应于入射光积累电荷的感光像素的阵列。现代的图像传感器包括大量的感光像素(例如数百万的感光像素)，以实现高成像分辨率。这些图像传感器还典型地包括广泛的电子电路以控制感光像素并以从感光像素读取积累的电荷。例如，一些图像传感器包括对于感光像素的每个列的各自的读出电路，其中读出电路(1)从感光像素的其各自的列读出电荷作为电信号，以及(2)数字化电信号以生成像素图像数据。读出电路的每个包括，例如，被配置为比较器的运算放大器(op-amp)，用于数字化电信号。

由电子电路牵引的电流的大小可以随时间显著地变化。例如，由读出电路中的op-amp牵引的电流的大小可以在图像传感器的行-周期上显著地变化，其中行-周期是从像素的阵列中像素的指定行读出像素图像数据的一段时间。尽管由任一个特定的电子部件牵引的电流的大小的变化可以是小的，但是由电子电路的所有电子部件牵引的电流的总变化可以是相对大的。此牵引的电流的大小的变化可以引起成像系统电源轨的失真。

例如，图1示出包括感光像素104的阵列102和关联的电子电路106的现有技术的图像传感器100。为促进说明的清楚，图1中不标注所有的感光像素104。控制感光像素104并从其读取像素图像数据的电子电路106，由正电源轨108和负电源轨110供电。正电源轨108具有寄生阻抗112，且负电源轨110具有寄生阻抗114。寄生阻抗112和114的每个具有电阻分量和电感分量。尽管为了说明的方便，寄生阻抗112和114被示出为集总元件，寄生阻抗112和114实际沿其各自的电源轨是分布式的。

正电源轨108和负电源轨110由具有电压V_in的电源116供电。跨正电源轨108和负电源轨110的电压在电子电路106处被设计为电压V_e。由于寄生阻抗112和114的存在，在电子电路106处的电压V_e可以不同于在电源116处的电压V_in。电子电路106从电源116牵引电流I_e。

由于电子电路106的工作条件的变化，电流I_e可以变化。电流I_e的变化将引起电压产生通过寄生阻抗112和114，因此使电压V_e失真。例如，由于电流I_e的变化产生的寄生阻抗112两端的电压V₁₁₂被定义如下，其中ΔI_e是电流I_e的变化、ΔT是电流I_e的变化率、R₁₁₂是寄生阻抗112的电阻分量，L₁₁₂是寄生阻抗112的电感分量：

V₁₁₂＝(ΔI_e)(R₁₁₂)+(ΔI_e)(L₁₁₂)/(ΔT) 等式1

同样地，由于电流I_e的变化产生的寄生阻抗114两端的电压V₁₁₄被定义如下，其中R₁₁₄是寄生阻抗114的电阻分量，L₁₁₄是寄生阻抗114的电感分量：