[发明专利]像素输出信号隔直电容的设计方法

说明书

本发明提供一种像素输出信号隔直电容的设计方法，像素阵列中列输出信号通过隔直电容耦合至列信号处理模块，所述隔直电容采用像素阵列内的金属形成，减小隔直电容占用的芯片面积。

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，尤其涉及一种像素输出信号与列信号处理模块间隔直电容的设计方法。

背景技术

图像传感器是数字摄像头的重要组成部分，是一种将光学图像转换成电学信号的设备，它被广泛地应用在数码相机、移动终端、便携式电子装置和其他电子光学设备中。图像传感器按照元件的不同，可分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal oxide Semiconductor，互补型金属氧化物半导体元件）图像传感器两大类。CCD图像传感器除了大规模应用于数码相机外，还广泛应用于摄像机、扫描仪、以及工业领域等。而CMOS图像传感器由于其高度集成化、低功率损耗和局部像素可编程随即读取、速度快、成本低等优点，可适用于数码相机、PC摄像机、移动通信产品等领域。

CMOS图像传感器的像素依次产生复位电压和信号电压，在进行像素操作时首先将像素的感光单元复位，并将复位电压读出，然后开始对感光单元进行曝光，光电流会对感光单元进行放电，一段时间之后，感光单元会被放电到一个信号电压，信号电压与复位电压的差值代表了光信号的强度。CMOS图像传感器的列信号处理模块主要由比较器、计数器和存储单元构成。斜坡信号与复位电压或信号电压通过隔直电容连接到列信号处理模块，在斜坡信号开始下降时计数器开始计数，当复位电压或信号电压与斜坡信号大小相等时，输出端信号会发生翻转，系统将信号翻转时对应的计数器读数记录在存储器中，即可以完成复位电压和信号电压的模数转换，后续通过数字信号处理的方法得到二者的差值，从而完成像素曝光强度的模数转换。

图1所示的电路包括正相输入管M1、反相输入管M2、晶体管M3、晶体管M4,、晶体管M0。斜坡输入信号Ramp通过隔直电容C1连接正相输入管M1的栅极，像素列的输出信号PXD通过隔直电容C2连接反相输入管M2的栅极。现有技术的隔直电容往往放置在列信号处理模块中，并采用晶体管制作而成，需要占据较大的芯片面积，增加成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种像素输出信号隔直电容的设计方法，减小隔直电容占用的芯片面积。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种像素输出信号隔直电容的设计方法：

像素阵列中列输出信号通过隔直电容耦合至列信号处理模块，所述隔直电容采用像素阵列内的金属形成，减小隔直电容占用的芯片面积。

可选的，所述隔直电容为同层金属的叉指结构形成的MOM电容。

可选的，同一列输出信号分别连接两条平行的金属线，将耦合至列信号处理模块的金属线置于所述两条平行金属线之间。

可选的，所述隔直电容为采用多层叉指结构的MOM金属叠层。

可选的，耦合至所述列输出信号的金属线包裹耦合至所述列信号处理模块的金属线。

可选的，所述MOM金属叠层的相邻金属层之间采用过孔连接。

可选的，通过减薄所述MOM金属叠层的相邻金属层之间介质层的厚度，增加隔直电容的容值。

可选的，所述隔直电容为相邻层金属叠加形成的MIM电容。

相对于现有技术，本发明的像素输出信号隔直电容的设计方法具有以下有益效果：

本发明中，所述隔直电容通过像素阵列内的金属形成，不必在列信号处理模块中形成隔直电容，减小隔直电容占用的芯片面积，降低成本。

附图说明

图1为本发明一实施例中的运算放大器的电路示意图