[发明专利]一种噪声抵消电路以及图像传感器

说明书

本发明提供了一种噪声抵消电路以及图像传感器，噪声抵消电路包括放大器电路以及信号补偿电路；放大器电路分别与像素单元和信号补偿电路连接；当像素电源的电压信号变化时，放大器电路基于像素单元提供的第一电源噪声信号和信号补偿电路提供的第二电源噪声信号生成第一抵消信号；当像素地的电压信号变化时，放大器电路基于像素单元提供的第一地噪声信号和信号补偿电路提供的第二地噪声信号生成第二抵消信号；第一抵消信号相对于像素电源的电压变化信号的增益小于1，第二抵消信号相对于像素地的电压变化信号的增益小于1。本发明提供的噪声抵消电路的去噪质量高，不会引入额外的噪声，可以确保图像的成像质量，且成本较低，适用范围广。

技术领域

本发明涉及图像传感器模拟电路设计领域，特别涉及一种噪声抵消电路以及图像传感器。

背景技术

图像传感器(例如CMOS图像传感器)中的像素单元通常会连接至像素电源和像素地。其中，在利用图像传感器处理图像数据的过程中，像素电源和像素地的电压信号通常会由于扰动而发生变化，则会产生电源噪声和地噪声，并会对图像传感器所输出的图像数据信号造成干扰而产生噪声信号(例如行纹噪声)，最终会影响到图像的成像质量。因此，通常需要对图像的噪声信号进行消除。

相关技术中，消除图像的噪声信号的方法主要为：

方法一、采用耦合偏置的方式消除图像噪声。图1为相关技术中所提供的一种噪声抵消电路的结构示意图，如图1所示，所述噪声抵消电路中包括有偏置晶体管和电压转电流模块。所述偏置晶体管分别与电压转电流魔块、以及像素单元中的电流镜M1的栅极连接，所述电压转电流模块与像素电源连接。其中，当像素电源的电压信号由于扰动而变化时，会使得像素单元的节点a处的电压信号的幅值发生变化而产生噪声信号。此时，通过调节所述电压转电流模块的转换系数以及偏置晶体管的跨导g_m即可调节所述电流镜M1漏极的电压信号的幅值，以使得所述电流镜M1漏极的电压信号的幅值和所述节点a出的电压信号的幅值相反，从而以抵消所述节点a处由于像素电源变化而产生的噪声信号。

方法二、采用DAC抵消结构消除图像噪声。图2为相关技术中所提供的另一种噪声抵消电路的结构示意图，如图2所示，所述噪声抵消电路中包括有电压转电流模块。所述电压转电流模块与像素电源连接，所述电压转电流模块还通过一电容连接至比较器的正相输入端，以及，所述电压转电流模块还通过一电阻R连接至DAC地。所述比较器的负相输入端通过一电容与放大器电路连接，所述放大器电路还与所述像素单元连接。其中，当像素电源的电压信号、像素地的电压信号、DAC地的电压信号由于扰动而变化时，所述像素单元会输出噪声信号，所述噪声信号会经由所述放大器电路传输至所述比较器的负相输入端。此时，可以调节所述电压转电流模块的转换系数，以使得比较器的正相输入端所接收到的电压信号的幅值和所述比较器的负相输入端所接收到的噪声信号的幅值相同、相位相同，从而抵消所述放大器电路所输出的噪声信号。

但是，相关技术中，采用方法一和方法二的结构消除图像噪声时均需引入电压转电流模块，而电压转电流模块会产生较大的噪声，因此通常需要对所述电压转电流模块进行折中处理以压低电压转电流模块的噪声。所述折中处理一般包括：添加一电容值较大的片内电容或者添加一阻值较大的电阻以降低偏置电流。其中，当添加电容值较大的片内电容时会增大芯片制造面积，提高成本。当添加一阻值较大的电阻则可能引入更多的电流噪声从而导致图像传感器所输出的噪声信号更强，则影响图像的成像质量。并且，采用方法二消除图像噪声时，所述放大器电路的正相输入端所接收到的参考电压信号Vref1会产生噪声，影响去噪质量以及图像成像质量。此外，方法二中的电路仅适用于单斜模数转换器中，适用范围较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种噪声抵消电路以及图像传感器，以解决相关技术中的噪声抵消电路的去噪质量低、无法确保图像成像质量低、成本较高、适用范围较小的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种噪声抵消电路，所述噪声抵消电路包括：