[发明专利]具有暗像素的成像传感器，以及操作成像传感器的方法

说明书

本发明题为“具有暗像素的图像传感器”。本发明提供了一种成像传感器，所述成像传感器可包括成像像素阵列和至少两行暗像素。每个成像像素可包括响应于入射光而生成电荷的光电二极管。每个暗像素可包括被屏蔽材料屏蔽入射光的光电二极管。可对所述至少两行暗像素同时进行采样并计算其平均值，以获得平均暗像素电荷水平。可从每个成像像素电荷水平中减去所述平均暗像素电荷水平，以校正所述成像像素电荷水平的噪声。每列暗像素可包括耦接到第一读出电路和第二读出电路的列线。每条列线可耦接到第一电流源和第二电流源。每条列线可耦接到至少一个电容器。

技术领域

本发明整体涉及成像设备，并且更具体地，涉及具有暗像素的成像设备。

背景技术

图像传感器常在电子设备，例如，移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型布置方式中，图像传感器包括被布置成像素行和像素列的图像像素阵列。可将电路耦接到每个像素列用于从图像像素读出图像信号。

典型的图像像素包含光电二极管，用于响应于入射光而生成电荷。图像像素还可包括用于存储在光电二极管中生成的电荷的电荷存储区。图像传感器可使用全局快门方案或卷帘快门方案进行操作。在全局快门中，图像传感器中的每个像素可同时捕获图像，而在卷帘快门中，每行像素可依次捕获图像。

一些图像传感器可包括以帮助校正像素噪声的暗像素。暗像素可包括光电二极管，该光电二极管被屏蔽以防止暗像素光电二极管暴露在入射光中，从而确保任何生成的电荷都仅仅是噪声。虽然暗像素有助于校正噪声，但是其可能会占用图像传感器中有价值的区域。

因此，期望能够为图像传感器中的暗像素提供改进布置。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供有一种成像传感器，包括：成像像素阵列，其中每个成像像素都包括响应于入射光而生成电荷的光电二极管，并且其中所述成像像素布置在第一多行和第一多列中；以及第一行暗像素和第二行暗像素，其中每个暗像素都包括光电二极管并且在成像传感器的操作期间同时被采样，其中所述第一行暗像素和所述第二行暗像素具有第二多列，其中所述第二多列中的每一列都包括列线，所述列线耦接到与每列暗像素相同数量的电流源和与每列暗像素相同数量的读出电路。

根据本公开的第二方面，提供有一种成像传感器，包括：具有被屏蔽材料覆盖的光电二极管的第一多个像素，其中所述第一多个像素包括至少两行像素，其中所述第一多个像素的所述光电二极管被配置为在积聚时间期间生成电荷，并且其中在所述积聚时间期间由所述第一多个像素的每个光电二极管生成的所述电荷被配置为同时被采样，其中所述至少两行像素包括多列，其中所述多列中的每一列都包括列线，并且其中每条列线都耦接到至少两个读出电路；以及具有光电二极管的第二多个像素，其中所述第二多个像素包括多行和多列，其中所述第二多个像素的所述光电二极管被配置为在所述积聚时间期间生成电荷，并且其中在所述积聚时间期间由所述第二多个像素的每个光电二极管生成的所述电荷被配置为每次一行地被采样。

根据本公开的第三方面，提供有一种操作包括光学像素阵列和至少两行参考像素的成像传感器的方法，所述方法包括：利用所述光学像素阵列中的每个光学像素，在积聚时间期间响应于入射光生成电荷；利用所述至少两行参考像素中的每个参考像素，在所述积聚时间期间生成电荷；对由每个参考像素生成的所述电荷同时进行采样，以确定由所述至少两行参考像素生成的平均电荷；对由每个光学像素生成的所述电荷进行采样；以及基于由所述至少两行参考像素生成的所述平均电荷，校正来自每个光学像素的样本，其中所述至少两行参考像素包括多列，其中所述多列中的每一列都包括列线，并且其中每条列线都耦接到至少两个读出电路。

附图说明

图1为根据实施方案的例示性电子设备的示意图，该电子设备具有图像传感器和处理电路用于使用图像像素阵列捕获图像。

图2为根据实施方案的例示性像素阵列以及用于从该像素阵列读出图像信号的相关联的读出电路的示意图。