[发明专利]改善像素感测效率的电路

说明书

一种改善像素感测效率的电路，其利用电容的感应效果来复制多余电子造成的电压差异，并在读出像素资料的时候使用电路将所述电压差异扣除，以改善感测效率。

技术领域

本发明是关于一种改善像素感测效率的电路，藉由电容的感应效果或相邻像素来复制多余电子造成的电压差异，最后在下游电路将其消除，藉此来改善感测效率。本发明特别适合用于各式光传感器，包含前照式传感器、背照式传感器以及全局快门传感器。

背景技术

习知的传感器，都会受到环境噪声的影响，而使感测效率降低。以光传感器为例，例如全局快门传感器，由于其全局快门的特性，传感器的所有感光像素会同时完成曝光，曝光数据经暂存后再分批读出。由于不同像素的读出会有时间差异，同时在读出过程中，感光元件仍然可能受到外界光线的持续刺激而产生非预期的感光噪声，因此越晚读出的曝光数据越容易受到此类感光噪声的影响。由于感光噪声的成份与曝光数据的成份相同，都是电荷，因此一旦电荷形式的曝光数据被感光噪声污染，就无法将其分离，造成最终影像讯号的失真，也即感测效率会降低。

类似的状况也可能出现在滚动快门传感器，只是其等待时间较短，受到外界光线的影响程度可能会略小。

为了解决此类问题，本发明提供了感测电路上的改良，藉由电容的感应效果或相邻像素来复制多余电子造成的电压差异，最后在下游电路将其消除，藉此来改善感测效率。

发明内容

本发明是关于一种改善像素感测效率的电路，藉由电容的浮动效应，将电容设置在讯号路径上，与浮动扩散节点储存的电荷产生感应，或者设置多个相同的电容。藉由前述方式，使电容在等待感光讯号被读出的阶段时，能够同步感应感光噪声所造成的电荷改变，进而在读取讯号的时候，将感光噪声所引起的影响抵消。

本发明还关于一种改善像素感测效率的电路，藉由设置两级浮动扩散节点，其中一级储存重置讯号(Vrst)，另外一级储存感光讯号(Vsig)，并同时各配置至少一个对应的电容，其具有相同的物理特性，例如面积与形状、参杂杂质的浓度分布与制造程序等，藉此让来到浮动扩散节点区域的电荷能够转换成电压储存在电容当中，而后当感光噪声所产生的电荷引起反应时，会同时在这些电容形成相同的影响，最终可以互相抵消，藉此改善感测效率。

本发明还关于一种改善像素感测效率的电路，藉由在浮动扩散节点的位置耦合一个电容，该电容的二个电极其中一者耦合到浮动扩散节点，另外一者耦合到后级或重置电压。所述电容的两电极具有相同的物理特性，例如面积与形状、参杂杂质的浓度分布与制造程序等，藉此当感光噪声所产生的电荷引起反应时，会同时在所述电容的两端形成相同的影响，最终可以互相抵消，藉此改善感测效率。

本发明还关于一种感测电路的運作方法，其根据行译码器的控制讯号控制相同像素电路中的某些晶体管从曝光至讯号读出期间始终导通或关闭，以操作于不同的快门模式，达到节省功耗的效果。

本发明还关于一种感测电路，其在一个像素中配置两个并联的浮动扩散节点以抵消感光噪声所产生的电荷影响，藉此来改善感测效率。

本发明还关于一种像素电路，其利用相邻像素的两个浮动扩散节点来抵消感光噪声所产生的电荷影响，藉此来改善感测效率。

本发明提供一种感测电路，包含光二极管、第一电容、第二电容以及读取电路。所述第一电容连接第一浮动扩散节点，用于在暂存期间储存所述光二极管产生的感光讯号。所述第二电容连接第二浮动扩散节点，用于在所述暂存期间储存重置讯号。所述读取电路用于经过所述暂存期间后从所述第二浮动扩散节点读取暂存后重置讯号并从所述第一浮动扩散节点读取暂存后感光讯号及计算所述暂存后重置讯号与所述暂存后感光讯号的讯号差，以消除所述暂存期间所产生的噪声电压。