[发明专利]成像装置及其成像方法

说明书

双相关采样。本发明涉及一种成像装置，包括：像素阵列，其包括排列成行和列的多个像素；其中，至少一个像素包括：电容，其经配置以存储重置信号和像素信号；以及多个列电路，其中，至少一个列电路分别从所述电容读取重置信号和像素信号，并产生重置信号与像素信号的差；其中，所述像素信号在重置信号后产生。

技术领域

本发明涉及成像领域，特别地涉及一种成像装置及其成像方法。

背景技术

CMOS图像传感器已经广泛地应用在许多产品中。这些产品包括手机、平板电脑、汽车以及安防监控系统等。在很多应用中(例如:工业相机或机器视觉等)，由于物体的高速运动和图像识别算法方面的需求，需要对于高速运动的物体不失真的抓拍。传统的卷帘快门式(rolling shutter)CMOS图像传感器，因为其读取是逐行式的，会对高速运动的物体会产生布丁效应(Jell-O effect)，出现图像会产生扭曲，所以需用使用全局快门(globalshutter)。

然而，现有的全局快门图像传感器中，图像信号和重置信号的两次读出不是完全意义上的相关：信号读取发生在重置之前；因此，信号中的噪声无法完全消掉，图像信噪比下降。目前，针对这一技术问题尚没有好的解决方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，一种成像装置，包括：像素阵列，其包括排列成行和列的多个像素；其中，至少一个像素包括：单个电容，其经配置以存储重置信号和像素信号；以及多个列电路，其中，至少一个列电路分别从所述电容读取重置信号和像素信号，并产生重置信号与像素信号的差；其中，所述像素信号在重置信号后产生。

如上所述的装置，其中所述像素进一步包括：输出晶体管，其连接在像素的源极输出晶体管和接地之间；输出源极跟随晶体管，其连接在电容与行选择晶体管之间。

如上所述的装置，其中所述像素进一步包括开关，其连接在源极跟随晶体管的输出与所述电容之间。

如上所述的装置，其中所述像素进一步包括：全局快门晶体管，其连接在光电二极管与电压源之间。

如上所述的装置，其中所述像素阵列包括第一像素群组和第二像素群组；其中所述第一像素群组对应第一转移电压，所述第二像素群组对应第二转移电压；第一转移电压大于第二转移电压。

如上所述的装置，其中第一转移电压对应第一曝光时间；第二转移电压对应第二曝光时间；第一曝光时间小于第二曝光时间。

如上所述的装置，其中第一曝光时间和第二曝光时间满足以下公式：

t1＝tint-t2

t2＝tint×(1/2)^a

其中，t1是第一曝光时间；t2是第二曝光时间；tint是自动曝光时间；a 是正整数。

根据本发明的另一个方面，提出一种成像方法，在排列成行和列的像素阵列中，对于至少一个像素，所述方法包括：重置存储区域，产生重置信号，并将重置信号存储在单个存储元件中；读取存储在存储元件中的重置信号；将光电二极管中的像素信号转移到所述存储区域，产生像素信号，并将像素信号存储在存储元件中；读取存储在存储元件中的像素信号；以及，得出重置信号和像素信号的差。

如上所述的成像方法，其中所述存储元件是电容。

如上所述的成像方法，其中所述像素与所述电容之间包括开关；其中当读取重置信号或像素信号，所述开关处于断开状态。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是一种成像装置的结构的示意图；

图2是表示了一种代表性像素结构的示意图；