[发明专利]影像传感器的相关双重取样装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种影像传感器，尤其涉及一种影像传感器的相关双重取样装置与取样方法。

背景技术

随着半导体与光电技术的进步，目前有越来越多的数码相机、数码监视器或数码摄像机等充斥在生活当中。数码相机、数码监视器或数码摄像机等摄像装置需要感光元件将所感测到的光信号转换为电信号输出以供后端的影像处理来使用。一般而言，感光元件多半是电荷耦合元件(charge coupled device，CCD)或者互补金属氧化物半导体影像传感元件(CMOS image sensor)，其中CCD的影像品质又比CMOS影像传感元件的摄像装置来得佳。

目前已有几种相关影像传感元件的技术被提出。举例而言，美国专利号7,091,466揭示一种影像传感电路，其能使后端电路一次读取多个感光元件的电信号，以增强电信号的强度，从而使后端电路更容易传感到电信号。然而，此种作法需要额外的电路才能达到上述功效，故会增加装置的体积与制作成本。此外，上述影像传感电路的抗热噪声(thermal nosie)的能力也较差，且由于其后端电路所读取到的电信号也非线性信号，故在读取上容易受到噪声影响，且当需要做一次读取多个感光元件时，无法线性相加。

另外，美国专利号5,898,168则是揭示一种影像传感电路，其利用后端电路读取感光元件依据光信号所产生的电压值。然而，当光信号太弱而造成电压值不够高时，影像传感电路的后端电路容易发生误读的现象。除此之外，由于上述影像传感装置是提供电压值给后端电路，故在电路的实作上也难以利用一次读取多个电压值的方式，使后端电路传感较强的电信号以达到改善上述的误读效果。

发明内容

本发明提供一种影像传感器的相关双重取样装置，其有良好的信号噪声比(signal-to-noise ratio，SNR)。

本发明提供一种影像传感器的相关双重取样方法，其有良好的信号噪声比。

本发明提出一种影像传感器的相关双重取样装置，其耦接至多个沿一第一方向排列的感光像素。影像传感器的相关双重取样装置包括一稳压器以及一取样电路。稳压器提供一第一电压给感光像素，以使感光像素的至少其一依据第一电压提供一第一线性电流与一第二线性电流。取样电路耦接于一第二电压与稳压器之间。取样电路包括一第一取样单元与一第二取样单元，以分别于一第一期间与一第二期间接收第一线性电流与第二线性电流，并对应输出一第一取样信号与一第二取样信号。

在本发明的一实施例中，各个感光像素包括一第一晶体管，且第一电压使第一晶体管的操作区间维持在一线性区以使第一晶体管提供第一线性电流与第二线性电流给取样电路。

在本发明的一实施例中，上述的取样电路还包括一第一开关。第一开关与第一取样单元以及第二取样单元并联耦接，且第一开关于一预备期间导通，并于第一期间与第二期间断路，其中预备期间在第一期间之前。

在本发明的一实施例中，上述的第一取样单元包括一第一电容与一第二开关，且第二开关耦接于第一电容与稳压器之间。

在本发明的一实施例中，上述的第二开关于预备期间与第一期间导通，且于第二期间断路。

在本发明的一实施例中，上述的第一开关与第二开关于一第三期间断路，且第三期间位于第一期间与第二期间之间。

在本发明的一实施例中，上述的第二取样单元包括一第二电容与一第三开关，且第三开关耦接于第二电容与稳压器之间。

在本发明的一实施例中，上述的第三开关于第一期间断路，且于预备期间与第二期间导通。

在本发明的一实施例中，上述的第一开关与第三开关于一第三期间断路，且第三期间位于第一期间与第二期间之间。

在本发明的一实施例中，上述的稳压器包括一放大器以及一第二晶体管。放大器具有一第一输入端、一第二输入端与一输出端。第二晶体管具有一第一端、一第二端与一第三端，其中第一端耦接第二输入端，第二端耦接取样电路，且第三端耦接该输出端。

在本发明的一实施例中，影像传感器的相关双重取样装置还包括一读取电路。读取电路耦接取样电路，并接收与比较第一取样信号与第二取样信号。

在本发明的一实施例中，上述的感光像素依据一控制信号决定是否于第一期间同时提供对应的第一线性电流以及于第二期间同时提供对应的第二线性电流给取样电路。