[发明专利]具有可调放大器电路的成像系统

说明书

本发明题为“具有可调放大器电路的成像系统”本发明公开了一种图像传感器，该图像传感器可包括图像像素阵列。该图像像素阵列可耦接到列读出电路。给定图像像素可针对给定曝光而生成弱光信号和强光信号。列线可将该给定图像像素耦接到具有放大器电路的读出电路。该列线可耦接到用于读出该强光信号的自动调零晶体管和用于读出该弱光信号的源极跟随器级。该放大器电路可根据其正在放大该弱光信号还是该强光信号来接收不同的共模电压。可基于该放大器电路正在放大该低信号还是该高信号来调整该放大器电路的增益和其他工作参数。如果需要，可针对该弱光信号和该强光信号实施单独的放大器电路。

技术领域

本发明整体涉及成像设备，并且更具体地涉及图像传感器中的读出电路。

背景技术

图像传感器常常在电子设备诸如移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型布置方式中，图像传感器包括被布置成像素行和像素列的图像像素阵列。可将电路耦接到每个像素列以从图像像素读出图像信号。

通常，每个图像像素包含用于响应于入射光而生成电荷的光电二极管。每个图像像素可在变化的光条件下(诸如在相对弱光条件下或在相对强光条件下)生成电荷。因此，在一些应用中，可能期望图像像素生成针对这些变化的光条件进行优化的信号，例如弱光信号和强光信号。另外，弱光信号与强光信号之间的不同特性(例如，弱光信号与强光信号之间的主噪声的不同类型)可提供更有效地调整和配置读出电路以读出这两个信号中的每个信号的机会。

因此，可能期望提供具有改善的读出电路的成像系统(例如，用于以低读取噪声和更高稳定准确性读出弱光信号，用于更快地读出强光信号同时降低功率消耗)。

附图说明

图1是根据一些实施方案的具有用于捕获图像的图像传感器和处理电路的例示性电子设备的示意图。

图2是根据一些实施方案的例示性像素阵列和相关联的控制和读出电路的示意图，该控制和读出电路用于控制该像素阵列并从该像素阵列读出图像信号。

图3是根据一些实施方案的可以跨像素阵列实施的例示性图像像素的电路图。

图4是根据一些实施方案的耦接到图像像素并且具有可调放大器电路的例示性读出电路的电路图。

图5是根据一些实施方案的用于操作读出电路(诸如图4中的读出电路)和图像像素(诸如图3中的图像像素)的例示性时序图。

图6是根据一些实施方案的具有用于不同类型的图像信号的单独放大器电路的例示性读出电路的电路图。

图7是根据一些实施方案的用于操作读出电路(诸如图6中的读出电路)和图像像素(诸如图3中的图像像素)的例示性时序图。

具体实施方式

电子设备诸如数字相机、计算机、移动电话和其他电子设备可包括图像传感器，该图像传感器收集入射光以捕获图像。图像传感器可包括图像像素阵列。图像传感器中的像素可包括光敏元件，诸如将入射光转换成图像信号的光电二极管。图像传感器可具有任何数量(例如，数百或数千或更多)的像素。典型图像传感器可例如具有数十万或数百万像素(例如，数兆像素)。图像传感器可包括控制电路(诸如，用于操作图像像素的电路)和用于读出图像信号的读出电路，该图像信号与光敏元件所生成的电荷相对应。