[发明专利]噪声消除图像传感器

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2008年12月16日申请的第61/138,085号美国临时专利申请案和在2009年11月03日申请的第61/257,825号美国临时专利申请案的优先权。

技术领域

所揭示的标的物大体上涉及固态图像传感器。

背景技术

摄影设备（例如，数字相机及数字摄录像机）可包含电子图像传感器，其俘获光以供处理成静止图像或视频图像。电子图像传感器通常包含上百万个光俘获元件，例如，光电二极管。

固态图像传感器可为电荷耦合装置（CCD）类型或互补金属氧化物半导体（CMOS）类型。在任一类型的图像传感器中，光传感器由衬底支撑且布置成二维阵列。图像传感器通常包含上百万个像素以提供高分辨率图像。

发明内容

本发明揭示一种图像传感器，其具有一像素阵列内的多个像素，该像素阵列耦合到一控制电路且耦合到一个或一个以上减法电路。该控制电路可使一耦合到一像素的输出晶体管提供一第一参考输出信号、一共同复位输出信号及一第一感测节点复位输出信号，一减法电路在该第一参考输出信号、该共同复位输出信号及该第一感测节点复位输出信号之间可形成一经加权差以产生一噪声信号。该控制电路可使该输出晶体管提供一第二感测节点复位输出信号、一光响应输出信号及一第二参考输出信号，一减法电路在该第二感测节点复位输出信号、该光响应输出信号及该第二参考输出信号之间可形成一经加权差以产生一经正规化的光响应信号。该光响应输出信号对应于将由该传感器俘获的图像。可从该经正规化的光响应信号减去该噪声信号以产生一经去噪声的信号。

附图说明

图1为图像传感器及图像俘获系统的第一实施例的示意图；

图2为用于将图像的像素数据输出到外部存储器或处理器的方法的说明；

图3为用于检索且组合图像的像素数据的方法的说明；

图4为图13的像素电路中的电容器的说明；

图5为图14C的光读取器电路中的可变电容器的第一实施例的示意图；

图6为图14C的光读取器电路中的可变电容器的第二实施例的示意图；

图7为图14C的光读取器电路中的可变电容器的第三实施例的示意图；

图8为用于检索且组合图像的像素数据的另一种方法的说明；

图9为展示图8的用于存储并组合图像的像素数据的方法的图像数据的定序的说明；

图10为阵列中具有两个不同布局定向的像素的布局布置；

图11为阵列中具有两个不同布局定向的像素的另一布局布置；

图12为共享复位开关、输出晶体管及选择开关的一对像素及一IN线驱动器的实施例的示意图；

图13为所述图像传感器的像素及IN线驱动器的实施例的示意图；

图14A为光读取器电路的实施例的示意图；

图14B为光读取器电路的另一实施例的示意图；

图14C为三重取样光读取器电路的实施例的示意图；

图15A为根据第二噪声及正规化方法的所述图像传感器的操作的流程图；

图15B为根据第一噪声及正规化方法的所述图像传感器的替代操作的流程图；

图15C为根据第三噪声及正规化方法的所述图像传感器的替代操作的流程图；

图15D为根据第四噪声及正规化方法的所述图像传感器的操作的流程图；

图16为图15D中的图像传感器操作的时序图；

图17A为一说明，其展示在存储节点处及在对应感测节点处的电压信号的电平且说明可用于第二噪声及正规化方法的取样序列；

图17B为一说明，其展示在存储节点处及在对应感测节点处的电压信号的电平且说明可用于第一噪声及正规化方法的取样序列；

图17C为一说明，其展示在存储节点处及在对应感测节点处的电压信号的电平且说明可用于第三噪声及正规化方法的取样序列；

图17D为一说明，其展示在存储节点处及在对应感测节点处的电压信号的电平且说明可用于混合第三噪声方法与第二正规化方法的取样序列；

图17E为一说明，其展示在存储节点处及在对应感测节点处的电压信号的电平且说明可用于混合第三噪声方法与第一正规化方法的取样序列；

图17F为一说明，其关于第二噪声及正规化方法从图17A修改且说明参考偏移；