[发明专利]一种减小图像传感器时序电路误差值的方法

说明书

本发明提供一种减小图像传感器时序电路误差值的方法，当所述开关闭合时，进行第一次采样，得到复位值V_blk，此时寄生电容V_sig的节点悬浮，电荷为零；此时V_sig电压为：V_sig＝V_RT‑V_gsn；当所述开关打开时，进行第二次采样；所连接的采样电容Cs采样到信号值V_sig，Cp端的电压阶跃为：(V_pix‑V_gsn)‑(V_RT‑V_gsn)＝V_pix–V_RT；所述图像传感器时序电路误差值被转为V_blk，V_blk＝V_RT‑V_gsn+Cp/Cs(V_pix‑V_RT)。本发明提出的采样电容结构可以应用于任何有源像素阵列，不需要更改时序。因此，本发明减轻了由可用制造工艺引起的电路元件变化引起的固定模式噪声，可实现的电路模拟将允许生产具有与CCD器件相当的图像质量的CMOS有源像素传感器。

技术领域

本发明涉及有源像素图像传感器，尤其涉及减小图像传感器时序电路误差值的方法。

背景技术

图像传感器是通过将光转换为电信号来检测和传送图像信息的传感器。虽然电荷耦合器件(CCD)因其高质量输出和高动态范围而广受欢迎，但互补金属氧化物半导体(CMOS)技术由于其高抗噪性、低静电功耗低和成本低，已在许多消费应用中取代其他图像传感器技术。在典型的CMOS图像传感器中，存在二维(2D)像素阵列，并且每个像素包括光电检测器和有源放大器。影响每个像素的光导致电荷累积在像素上，并且读取累积的电荷并将其传送到信号处理电路。然后，在作为电压信号输出之前，可以通过每个像素处的各个放大器放大累积的电荷。CMOS图像传感器和其他有源像素图像传感器，广泛用于视频分析应用，例如，在采用机器视觉的系统中，或在智能城市和智能建筑中，依靠高质量的图像对比度来提高可靠性检测场景中不同对象的边缘。

众所周知，与需要特殊制造设备的CCD图像传感器相比，有源像素图像传感器具有可以通过常规CMOS技术将其制成单芯片的优点。由于需要的电源范围不同，因此需要使用多个芯片。但是，有源像素CMOS传感器产生的图像质量比CCD器件差。原因之一是存在固定图案噪声(FPN)，其中包括像素到像素FPN和垂直FPN。当使用双重采样(有时称为相关双重采样)来减少其他噪声源时，FPN尤其存在。

图1示出了已知的5T像素阵列的一个像素10。每个像素包括光电二极管12和晶体管M1，M2，M3，M4。M1是传输晶体管，控制信号是TX；M2是浮动节点复位晶体管，控制信号是RESET；M3是源跟随缓冲器放大器；M4是选择晶体管，控制信号是READ；M5是二极管复位晶体管，控制信号是RST_GS。V_RT上提供复位电压。

在本实施例中，每列提供复位电压V_RT。每一列都有一个输出电路14，逐行连接到列Vx，并包括双采样电容器Cs。一个电流源通过像素源跟随缓冲器放大器M3汲取电流Ibias。